KR200144420Y1 - 자동차의 와이퍼 구동장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

자동차의 윈드 시일드 와이퍼에 있어서 와이퍼가 모터에 의해 윈드 시일드 글라스에서 좌,우로 왕복운동하며 닦을 수 있도록 한 자동차의 와이퍼 구동장치에 관한 것이다.

나. 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제

하나의 윈드 시일드 와이퍼가 좌,우로 왕복운동하며 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 구동되게 설치하여 단순하고 간단하게 구성할 수 있는 자동차의 와이퍼 구동장치를 제공함에 있다.

다. 고안의 해결방법의 요지

모터의 구동기어로부터 동력을 전달 받는 링크암의 제2기어에 벨트를 연결하고, 상기 벨트는 양측 풀리에 연결하며, 상기 벨트에 와이퍼 암을 고정시키고, 상기 와이퍼 암의 하측에 설치된 롤러가 가이드레일을 따라 좌,우로 이동 할 수 있도록 설치하고, 상기 가이드레일 양측에는 터치레버를 설치하며, 상기 와이퍼 암에는 윈드 시일드 와이퍼를 연결하며, 상기 모터의 구동에 의해 상기 와이퍼 암이 좌,우로 왕복운동을 하며 와이퍼가 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

라. 고안의 중요한 용도

자동차의 윈드 시일드 와이퍼의 구동장치에 이용한다.

Description

자동차의 와이퍼 구동장치{DRIVING MECHANISM FOR WIPER IN VEHICLE}

본 고안은 자동차의 와이퍼 구동장치에 관한 것으로, 특히 와이퍼가 모터에 의해 윈드 시일드 글라스에서 좌,우로 왕복운동하며 닦을 수 있도록 한 자동차의 와이퍼 구동장치에 관한 것이다.

통상적으로 와이퍼는 비가 오거나 눈이 올 때 운전자의 시하가 방해되는 것을 방지하기 위해 윈드 시일드를 닦아내는 역할을 하는 장치로서, 자동차의 안전운행을 위해 필수적으로 채용되고 있다.

윈드 시일드 와이퍼의 종류는 작동시키는 동력에 따라 진공식과 전기식의 두가지 방식이 있으나, 현재 진공식은 거의 사용되고 있지 않고 주로 전기식이 사용되고 있다. 전기식은 축전지에 의해 와이퍼 모터를 회전시켜 동력으로 하고, 웜(worm)과 웜 기어(worm gear)로 알맞게 감속하여 와이퍼 블레이드(wiper blade)를 작동시킨다. 이러한 전기식 윈드 시일드 와이퍼는 와이퍼를 작동시키기 위한 동력을 발생하는 모터와, 실제 윈드 시일드 글라스(wind shield glass)를 닦는 와이퍼 블레이드(wiper blade)와, 모터의 동력을 와이퍼 블레이드에 전달하는 링케이지(linkage)로 이루어진다.

통상적인 전기식 윈드 시일드 와이퍼의 일 예의 구성을 도 1로서 도시하였다. 먼저 모터부를 살펴보면, 와이퍼 모터(10)의 축봉(12)에 웜(14)과 웜 휠(worm wheel)(16)로 이루어지는 웜 기어장치가 결합된다. 즉, 와이퍼 모터(10)의 축봉(12)에 웜(14)이 결합되고, 웜(14)은 웜 휠(16)의 웜 기어와 맞물려 있다. 이러한 모터부의 회전운동은 크랭크 암(crank arm)(18)과 제1,제2 링크 로드(link rod)(20,22)와 제1,제2 피봇(pivot)(28,30)과 제1,제2 피봇 암(26,28)으로 구성되는 링케이지에 의해 진자운동으로 변환되어 좌,우의 제1,제2와이퍼 암(24,26)에 각각 전달된다. 상기 크랭크 암(18)은 웜 휠(16)상에 편심되게 설치되며, 크랭크 암(18)은 제1링크 로드(20)를 거쳐 제1피봇 암(36)의 단부에 연결된다. 제1피봇 암(36)의 단부는 다시 또다른 링크 로드(22)를 거쳐 제2 피봇 암(28)의 단부에 연결된다. 이때 제1,제2피봇 암(36,28)은 각각 고정된 제1,제2 피봇(28,30)에 회전가능하게 설치된 제1,제2피봇 축(32,34)에 결합된다. 이러한 제1,제2피봇 축(32,34)에는 제1,제2와이퍼 암(24,26)이 결합되고, 제1,제2와이퍼 암(24,26)의 단부에는 각각 와이퍼 블레이드(도시하지 않았음)가 장착된다.

상기한 바와 같은 윈드 시일드 와이퍼에 있어서, 와이퍼 모터(10)가 구동하여 회전하게 되면 웜(14)과 웜 휠(16)이 화살표로서 표시한 바와 같이 회전을 하게 된다. 이와 같이 웜 휠(16)이 회전함에 따라 웜 휠(16)에 편심되게 연결된 크랭크 링크(18)와 제1링크 로드(20)에 의해 제2링크 로드(22)가 화살표로서 표시한 바와 같이 좌,우 왕복운동을 하게 되며, 그에따라 제1,제2피봇 암(36,38)은 화살표로서 표시한 바와 같은 진자운동을 하게 된다. 이러한 제1,제2피봇 암(36,38)의 진자운동은 제1,제2피봇 축(32,34)에 의해 제1,제2와이퍼 암(24,26)에 각각 전달됨으로써 제1,제2와이퍼 암(24,26)에 장착된 와이퍼 블레이드가 윈도 시일드를 닦게 된다.

한편 윈드 시일드 와이퍼는 상기한 바와 다른 형태로 변형하여 사용되기도 하는데, 기본적으로 구성은 상기한 도 1과 동일하고 다만 형태만 다르게 된다. 이러한 예를 보면 모터부의 위치만을 중앙으로 바꾼 것이다. 그러므로 모터부와 제1링크 로드(20)의 위치만 바뀌었을뿐 그 동작은 도 1과 동일하게 이루어진다.

상술한 바와 같이 통상적으로 사용되어 왔었던 윈드 시일드 와이퍼는 한쌍으로 모터의 동력에 의해 링크가 동작되며 한쌍의 와이퍼가 윈드 시일드를 닦아 주게 되어 있으며, 상기 와이퍼 구동장치는 제1와이퍼 암에는 웜 → 웜 휠 → 크랭크 암 → 제1링크 로드의 4단계로 이루어고, 제2와이퍼 암에는 웜 → 웜 휠 → 크랭크 암 → 제1링크 로드 → 제2링크 로드의 5단계로 이루어져 구조가 복잡하며, 구조가 복잡한 만큼 부품수도 많아지고 그로 인해 중량이 증대되며, 사이즈(size)가 커짐으로써 많은 공간을 차지할 뿐만아니라 조립 및 분해의 공수가 증가되며 원가가 상승되는 문제점이 있었다. 또한 와이퍼가 한쌍으로 되어 있어 일측 어느 하나가 고장나는 경우가 많이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 하나의 윈드 시일드 와이퍼가 좌,우로 왕복운동하며 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 구동되게 설치하여 단순하고 간단하게 구성할 수 있는 자동차의 와이퍼 구동장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 와이퍼 구동장치를 최소한의 동력과 최소의 중량을 가지도록 하는 자동차의 와이퍼 구동장치를 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 윈드 시일드 와이퍼의 일 예를 보인 구성도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 구동장치를 나타낸 구성도,

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 구동장치의 작용상태도,

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 암과 가이드레일 결합상태도,

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

40:구동모터42:구동기어

44:제1기어46:제2기어

48:풀리50:링크암

52:벨트54:제1풀리

56:제2풀리58:와이퍼 암

60:와이퍼62:가이드롤러

64:가이드레일66:와이어

68;제1터치레버70:제2터치레버

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 모터의 구동기어로부터 동력을 전달 받는 링크암의 제2기어에 벨트를 연결하고, 상기 벨트는 양측 풀리에 연결하며, 상기 벨트에 와이퍼 암을 고정시키고, 상기 와이퍼 암의 하측에 설치된 롤러가 가이드레일을 따라 좌,우로 이동 할 수 있도록 설치하고, 상기 가이드레일 양측에는 터치레버를 설치하며, 상기 와이퍼 암에는 윈드 시일드 와이퍼를 연결하며, 상기 모터의 구동에 의해 상기 와이퍼 암이 좌,우로 왕복운동을 하며 와이퍼가 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서 구체적인 구조나 부품등과 같은 많은 특정 상세들이 본 고안의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 고안이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 윈드 시일드 와이퍼 구동장치의 구성도를 보인 것이며, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 구동장치의 작용상태도 이며, 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 암과 가이드레일 결합상태도이다. 이를 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 하기와 같다. 구동모터(40)와 결합된 구동기어(42)와, 상기 구동기어(42)와 선택적으로 연결되도록 링크암(50)의 일측에 제1기어(44)와 타측에 풀리(48)가 형성된 제2기어(46)와, 상기 링크암(50)은 회전할 수 있도록 차체에 설치한다. 상기 제2기어(46)의 풀리(48)와 연결되며 양측 제1,2풀리(54,56)와 연결된 벨트(52)와, 상기 벨트(52) 상측에는 와이퍼(60)가 결합된 와이퍼 암(58)을 고정한다. 상기 와이퍼 암(58) 하측에는 가이드롤러(62))가 설치되며, 상기 가이드롤러(62)는 가이드레일(64)에 설치한다. 상기 가이드레일(64)의 양측에는 와이퍼(66)를 역으로 이송되게 제1,2터치레버(68,70)를 설치하며, 상기 양측 제1,2터치레버(68,70)에는 와이어(66)을 연결한다. 상기 와이어(66)는 제2기어(46)의 하측 링크암(50)과 고정되게 연결한다. 상기 링크암(50) 중앙에 힌지핀(50a)으로 연결되어 회전할 수 있도록 설치한다. 상기 제1,2터치레버(68,70)는 힌지핀와 하측에 와이어 고정리브가 형성되고 상기 고정리브 하측에 토션스프링이 설치된 것이다. 상기 와이퍼 암(58)의 하측 가이드롤러(62)는 상,하측이 가이드레일(64)에 가이드 되도록 설치된 것이다. 상기 제2기어(46)와 제1,2풀리(54,56) 사이에는 벨트 장력을 유지하기 위해 텐셔너를 설치할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 따른 와이퍼 작용은 다음과 같다. 먼저 와이퍼 구동모터(40)의 구동기어(42)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 링크암(50)에 설치된 제1기어(44)가 시계방향으로 회전하며 이와 맞물린 제2기어(46)를 반시계 방향으로 회전시키게 된다. 이때 제2기어(46)의 풀리(48)에 연결된 벨트(52)는 양측에 설치된 제1,2풀리(54,56)에도 연결되어 벨트(52)가 반시계방향으로 회전운동을 하게 되므로 상기 제1풀리(54)와 제2풀리(56) 사이의 벨트(52)에 와이퍼 암(58)이 고정되어 있어 벨트(52)가 반시계방향인 좌측으로 직선운동을 할 때 와이퍼 암(58)에 결합된 와이퍼(60)가 수직상태로 좌측으로 이동되므로 윈드 시일드를 닦게 된다. 이때 와이퍼 암(58)은 하측 전,후방에 가이드롤러(62)가 설치되어 있어 상기 가이드롤러(62)가 가이드레일(64)에 가이드되며 이동하게 된다.

상기와 같은 상태에서 와이퍼 암(58)이 벨트(52)에 의해 좌측 끝단부로 이동하게 되면 가이드레일(64) 좌측 끝단부에 설치된 제1터치레버(68)를 밀게 되므로 하측의 고정리브에 고정된 와이어(66)를 당기게 되므로 상기 와이어(66) 일측 끝단이 고정된 제2기어(46)가 설치된 링크암(50)을 당기게 되어 제1기어(44)는 구동기어(42)에서 떨어지며 동력전달이 차단되며, 이후 제2기어(46)가 구동모터(40)의 구동기어(42)와 직접 맞물리게 되므로 계속 반시계방향으로 회전하는 구동기어(42)의 동력이 제2기어(46)에 직접전달되므로 제2기어(46)는 시계방향으로 회전하게 된다. 이때 제2기어(46)가 시계방향으로 회전함에 따라 벨트(52)도 시계방향으로 회전하게 되므로 좌측끝단부에 있던 와이퍼 암(50)이 가이드레일(64)에 가이드되며 우측으로 이동하면서 와이퍼 암(58)에 설치된 와이퍼(60)가 우측으로 이동하며 윈드 시일드를 닦게 된다. 이후 와이퍼 암(58)이 가이드레일(64) 우측에 설치된 제2터치레버(70)를 터치하게 되면 상기와 같이 고정리브에 고정된 와이어(66)를 당기게 되므로 상기 와이어(66) 타측 끝단이 고정된 제2기어(46)가 설치된 링크암(50)을 우측으로 당기게 되어 제2기어(46)는 구동기어(42)에서 떨어지며 동력전달이 차단되며, 이후 제1기어(44)가 구동모터(40)의 구동기어(42)와 맞물리게 되므로 계속회전하는 구동기어(42)의 동력이 제1기어(44)에 직접전달되고 다시 제2기어(46)에 전달되므로 제2기어(46)는 반시계방향으로 회전하여 와이퍼 암(58)을 다시 좌측으로 이동시키므로 상기 와이퍼 암(58)에 설치된 와이퍼(60)가 좌측으로 이동하며 윈드 시일드를 닦게 되는 것이다.

상기와 같이 자동차의 윈드 시일드를 수직상태로 설치된 와이퍼가 좌,우로 왕복운동을 하며 닦을 수 있도록 하는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 하나의 윈드 시일드 와이퍼가 좌,우로 왕복운동하며 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 구동되게 와이퍼를 단순하고 간단하게 구성함으로써 부품수나 중량 및 사이즈를 줄이고 조립 및 분해의 공수를 줄이고 원가를 낮출 수 있다. 또한 와이퍼 구동장치를 최소한의 동력과 최소의 중량을 가지도록 하는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 윈드 시일드 와이퍼의 구동장치에 있어서,

   와이퍼 구동모터의 구동기어와, 상기 구동기어와 선택적으로 연결되도록 링크암의 일측에 제1기어와 타측에 풀리가 형성된 제2기어와, 상기 제2기어의 풀리와 연결되며 양측 제1,2풀리와 연결된 벨트와, 상기 벨트 상측에 결합된 와이퍼 암과, 상기 와이퍼 암 하측에 설치된 가이드롤러와, 상기 가이드롤러가 회전되며 좌,우로 이동할 수 있도록 설치된 가이드레일과, 상기 가이드레일의 양측에는 와이퍼 암이 접촉시 역으로 이송되게 하는 제1,2터치레버와, 상기 제1,2터치레버와 제2기어의 하측 링크암과 고정되게 연결된 와이어와, 상기 구동모터의 동력이 전달되는 벨트에 연결된 와이퍼 암이 수직으로 이동하여 와이퍼 암에 고정된 와이퍼가 좌,우로 왕복운동하며 윈드 시일드를 닦을 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 양측 터치레버는 힌지핀 하측에 와이어 고정리브가 형성되고, 상기 고정리브 하측에 토션스프링을 설치하여 상기 와이퍼 암이 상기 터치레버를 터치시 상기 링크암과 연결된 와이어를 당겨 상기 제2기어가 모터 구동기어와 접촉되고 떨어질수 있도록 설치된 것을 특징으로 자동차의 와이퍼 구동장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 와이퍼 암의 하측 롤러는 상,하측이 가이드레일에 가이드 되도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 구동장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2기어와 양측 풀리 사이에는 벨트 장력을 유지하기 위해 텐셔너가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 와이퍼 구동장치.