KR20020017294A - 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기에 관한 것으로서, 와이퍼 블레이드 러버의 전후 이동 및 상하 조절을 위한 유압 액추에이터 수단 및 가이드 수단, 물을 분사할 수 있는 수단, 글래스의 높이를 조절할 수 있는 수단 등으로 구성되는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기를 제공함으로써, 실제 운용조건에서의 표면상태를 재현한 환경에서 반복적인 시험이 용이하고 시험시간을 단축할 수 있으며, 이에 따라 시험 및 설계 초기단계에서 최적화된 블레이드 러버를 선택할 수 있도록 하고자 한 것이다.

Description

와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기{Friction factor measuring apparatus for wiper blade}
본 발명은 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기에 관한 것으로서, 특히 와이퍼 블레이드의 전후 이동 및 상하 조절을 위한 유압 액추에이터 수단 및 가이드 수단 등을 채용하고, 실제 운용조건에서의 표면상태를 재현한 환경에서 블레이드 러버의 마찰계수를 측정할 수 있도록 한 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기에 관한 것이다.
일반적으로 시스템의 하중 및 운동 분석을 위해서는 마찰력의 변화를 측정해야 하며 이 마찰력은 마찰계수에 의하여 일반적으로 결정된다.
마찰계수가 중요한 요소로 작용하는 시스템 중에는 와이퍼 시스템이 있다.
와이퍼 시스템의 개발과정에서 수직력은 거의 틀려지지 않으나 블레이드 러버의 종류에 따라 마찰계수가 변하여 마찰력이 변한다.
이 마찰력은 와이퍼 시스템 작동시 입력되는 작동력을 손실시키는 힘으로 작용하며, 이로 인해 와이퍼 시스템의 떨림, 소음 등을 야기시킨다.
따라서, 와이퍼 시스템 개발시 블레이드 러버 만의 고유한 마찰계수를 얼마나 줄여주느냐가 큰 관건이다.
블레이드 러버 만의 고유한 마찰계수를 측정하기 위해서는 표준 시험조건에서 마찰면의 표면 상태 만을 틀리게 하여야 한다.
이러한 표준 상태를 만들기 위해서는 자동차의 여러 곡률을 갖는 글래스는 부적합하다.
즉, 차종에 따라 또는 각 부위에 따라 글래스의 곡률이 각각 다르기 때문에 표준 상태를 만드는데 많은 어려움이 있다.
그러므로, 측정기의 개발은 실제 운용조건에서의 표면 상태를 얼마나 재현하는가가 중요하다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 와이퍼 블레이드 러버의 전후 이동 및 상하 조절을 위한 유압 액추에이터 수단 및 가이드 수단, 물을 분사할 수 있는 수단, 글래스의 높이를 조절할 수 있는 수단 등으로 구성되는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기를 제공함으로써, 실제 운용조건에서의 표면상태를 재현한 환경에서 반복적인 시험이 용이하고 시험시간을 단축할 수 있으며, 이에 따라 시험 및 설계 초기단계에서 최적화된 블레이드 러버를 선택할 수 있도록 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰계수 측정기를 나타내는 개략도
도 2는 도 1의 A 부위 상세도
도 3은 도 1의 B-B 선 단면도
도 4는 본 발명의 마찰계수 측정기에서 유압 액추에이터를 나타내는 개략도
도 5a,5b는 본 발명의 마찰계수 측정기에서 하중 변환기를 통해 얻어진 데이터를 보여주는 그래프
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 글래스 높이 조절기 11 : 하우징
12 : 홀더 13 : 무게추
14 : 유압 액추에이터 15 : 물 분사기
16 : 수평 가이드 레일 17 : 수직 가이드 레일
18 : 글래스 지지대 19 : 볼트 바
20 : 너트 브라켓 21 : 수직형 슬라이더
22 : 이중 베어링 23 : 수평형 슬라이더
24 : 하중 변환기 25 : 액추에이터 지지대
26 : 가이드 지지대 27 : 볼트 서포트
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 글래스(100)의 저면을 적어도 6곳에서 균형있게 받쳐줄 수 있는 글래스 높이 조절기(10)와, 블레이드 러버(110)를 지지할 수 있는 하우징(11) 및 홀더(12)와, 블레이드 러버(110)를 눌러주는 힘으로 작용하는 무게추(13)와, 블레이드 러버(110)를 전후로 이동시켜주는 유압 액추에이터(14)와, 실차 적용조건을 주기 위한 물 분사기(15)와, 블레이드 러버(110)의 전후 이동 및 상하 조절을 안내해주는 수평 가이드 레일(16) 및 수직 가이드 레일(17)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 글래스 높이 조절기(10)는 글래스 지지대(18)와, 글래스(100)을 직접 받쳐주는 볼트 바(19) 및 이것을 고정시켜주는 너트 브라켓(20)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블레이드 러버(110)를 지지하고 있는 양쪽의 홀더(12)는 수직 가이드 레일(17) 내의 수직형 슬라이더(21)와 이중 베어링(22)으로 연결되어 Rx 방향(블레이드 러버의 길이방향을 중심축선으로 하여 회전하는 방향)으로 자유롭게 움직일 수 있도록 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직 가이드 레일(17)의 하단에는 수평형 슬라이더(23)가 일체 형성되어 있어서, 이것을 통해 수평 가이드 레일(16)을 따라 슬라이드 가능하도록 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유압 액추에이터(14)의 로드와 하우징(11) 간의 연결부위에는 하중 변환기(24)가 개재되는 것을 특징으로 한다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 마찰계수 측정기의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주고 있다.
여기서, 도면부호 16 및 17은 수평 가이드 레일 및 수직 가이드 레일을 각각 나타낸다.
상기 수평 가이드 레일(16)과 수직 가이드 레일(17)은 각각의 가이드 지지대(26) 위에 고정 설치되며, 각각 블레이드 러버(110)의 전후 이동시와 글래스(100)의 상하 조절시 이를 안내하는 역할을 한다.
이를 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 수직 가이드 레일(17)의 하단에는 수평형 슬라이더(23)가 일체 형성되어 이것이 수평 가이드 레일(16) 내에서 슬라이드 가능하게 되며, 이중 베어링(22)에 의해 홀더(12)와 수직형 슬라이더(21)가 연결되고, 상기 수직형 슬라이더(21)가 수직 가이드 레일(17) 내에서 슬라이드 가능하게 된다.
특히, 상기 이중 베어링(22)은 블레이드 러버(110)의 움직임이 Rx 방향(블레이드 러버의 길이방향을 중심축선으로 하여 회전하는 방향)으로 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 도면부호 15는 물 분사기를 나타낸다.
상기 물 분사기(15)는 와이퍼 시스템에서 글래스(100)와 블레이드 러버(110)의 접촉면 사이 상태를 재현할 수 있도록 물을 양 및 분사면적을 조절하여 분사할수 있는 역할을 한다.
이를 위하여, 분사되는 물의 양을 측정할 수 있는 유량계, 분사되는 물의 양을 조절할 수 있는 유량조절밸브, 물을 분사하며 넓은 면적을 고르게 분사할 수 있도록 홀과 넓은 면적으로 이루어진 분사기와, 분사되는 액체가 일정한 성분을 가지도록 물을 폐회로에서 순환하도록 하는 펌프 등을 포함하게 된다.
또한, 도면부호 10은 글래스 높이 조절기를 나타낸다.
상기 글래스 높이 조절기(10)는 글래스(100)를 균형있게 지지할 수 있도록 다수개를 구비하는 것이 바람직하며, 상하 방향으로 높이를 조절할 수 있어 글래스(100)의 높이를 조절하고 블레이드 러버(110)와 접촉하도록 한다.
이때의 높이 조절은 글래스 지지대(18) 상의 너트 브라켓(20)에 나사 결합되어 있는 볼트 바(19)를 조작하는 방법으로 한다.
또한, 도면부호 11은 하우징을 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 하우징(11)은 블레이드 러버(110)를 잡아주는 수단이며, 길이 중간의 후면은 유압 액추에이터(14)측과 연결되고 양편에는 각각의 홀더(12)가 갖추어져 있다.
여기서, 글래스(100)는 와이퍼 시스템의 윈드쉴드 글래스와 동일 재질의 유리를 쓰고, 블레이드 러버(110)는 와이퍼 시스템에서 사용되는 블레이드 러버를 그대로 적용한다.
또한, 도면부호 13은 무게추를 나타낸다.
와이퍼 시스템에서 블레이드 러버(110)가 글래스(100)를 눌러주는 힘은 식 F= μN 에서 N에 해당한다.
이 눌러주는 힘과 동일한 효과를 상기 무게추(13)를 와이퍼 블레이드(110) 및 하우징(11) 위에 올려 놓아 재현한다.
또한, 도면부호 14는 유압 액추에이터를 나타낸다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 유압 액추에이터(14)는 블레이드 러버(110)의 마찰계수를 측정하기 위해 와이퍼 블레이드(110)와 하우징(11)을 글래스(100) 상에서 전후 이동시키는 역할을 한다.
이러한 유압 액추에이터(14)는 액추에이터 지지대(25)를 이용하여 설치되고, 너트 브라켓(20)과 나사 결합되는 볼트 서포트(27)에 의해 위치 보정이 가능하게 되며, 유압 라인으로 유압 펌프와 연결되어 유압을 제공받는다.
특히, 유압 액추에이터(14)의 로드와 블레이드 러버(110)를 포함하는 하우징(11)의 후면 연결부위 사이에는 하중 변환기(24)가 설치되어 있어서, 마찰력을 감지하여 전기신호로 변환한다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 마찰계수 측정기에 대한 작동방법 및 이와 관련한 데이터 평가방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 블레이드 러버와 하우징을 조립한다.
조립된 블레이드 러버와 하우징의 무게를 계량한 후 기록한다.
글래스를 글래스 높이 조절기에 올려 놓고 높이를 조정한다.
홀더를 이용하여 블레이드 러버 및 하우징을 수직 및 수평 가이드 레일에 조립하는 동시에 유압 액추에이터측과 연결한다.
무게추를 사용하여 와이퍼 시스템의 눌림량과 동일한 조건으로 맞춘다.
물 분사기로 물을 글래스에 분사하여 전면적에 물이 고르게 퍼질 수 있도록 한다.
유압 액추에이터를 이용하여 블레이드 러버 및 하우징을 전후 방향으로 자유롭게 움직이도록 하면서 데이터를 측정한다.
도 5a 및 도 5b는 하중 변환기를 통해 얻어진 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 5a는 하중 변환기를 통해 얻어진 마찰력 데이터로서, 이는 식 F = μN 에서 F에 해당되므로 이를 위의 초기에 블레이드 러버와 하우징을 계량한 무게로 나누어주면 마찰계수 μ가 나온다.
무게가 1000g 이었다면 도 5b가 되며 데이터에서 운동 초기 피크(Peak)는 정지 마찰력으로 운동구간은 운동 마찰력이며 운동 마찰력은 평균으로 계산할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 블레이드 러버의 전후 이동 및 상하 조절을 위한 유압 액추에이터 수단 및 가이드 수단, 물을 분사할 수 있는 수단, 글래스의 높이를 조절할 수 있는 수단 등으로 구성되는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기를 제공함으로써, 실제 운용조건에서의 표면상태를 재현한 환경에서 반복적인 시험이 용이하고 시험시간을 단축할 수 있으며, 이에 따라 시험 및 설계 초기단계에서 최적화된 블레이드 러버를 선택할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 글래스(100)의 저면을 여러 곳에서 균형있게 받쳐줄 수 있는 글래스 높이 조절기(10)와, 블레이드 러버(110)를 지지할 수 있는 하우징(11) 및 홀더(12)와, 블레이드 러버(110)를 눌러주는 힘으로 작용하는 무게추(13)와, 블레이드 러버(110)를 전후로 이동시켜주는 유압 액추에이터(14)와, 실차 적용조건을 주기 위한 물 분사기(15)와, 블레이드 러버(110)의 전후 이동 및 상하 조절을 안내해주는 수평 가이드 레일(16) 및 수직 가이드 레일(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 글래스 높이 조절기(10)는 글래스 지지대(18)와, 글래스(100)을 직접 받쳐주는 볼트 바(19) 및 이것을 고정시켜주는 너트 브라켓(20)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 블레이드 러버(110)를 지지하고 있는 양쪽의 홀더(12)는 수직 가이드 레일(17) 내의 수직형 슬라이더(21)와 이중 베어링(22)으로 연결되어 Rx 방향(블레이드 러버의 길이방향을 중심축선으로 하여 회전하는 방향)으로 자유롭게 움직일 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 블레이드의마찰계수 측정기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 수직 가이드 레일(17)의 하단에는 수평형 슬라이더(23)가 일체 형성되어 있어서, 이것을 통해 수평 가이드 레일(16)을 따라 슬라이드 가능하도록 되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 액추에이터(14)의 로드와 하우징(11) 간의 연결부위에는 하중 변환기(24)가 개재되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 블레이드의 마찰계수 측정기.
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