KR20020029327A - 자동차 앞유리 와이퍼 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 메카니즘, 구동 암(16), 커플링 암(28) 및 피동 암(30)을 포함하며, 상기 구동 암(16)의 제 1 단부가 구동 메커니즘에 연결됨으로써 구동 암이 구동 축선(A)을 중심으로 선회 가능하고, 상기 커플링 암(28)의 제 1 단부가 규정된 회전 축선(K)을 가진 커플링 조인트(18)에 의해 구동 암의 제 2 단부에 연결되며, 상기 커플링 암(28)의 제 2 단부가 와이퍼 블레이드(12)에 연결되고, 상기 피동 암(30)이 상기 커플링 암과 연결되는 자동차 앞유리 와이퍼 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 상기 방식의 자동차 앞유리 와이퍼 구동장치를 와이퍼 블레이드의 경사각이 전환 위치에서 유리에 대해 조절될 수 있도록 개선하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 커플링 조인트의 회전 축선(K)과 상기 구동 암의 구동 축선(A)이 서로 평행하지 않게 한다.

Description

자동차 앞유리 와이퍼 구동장치{Windscreen-wiper drive}

구동 암, 커플링 암 및 피동 암은 4-바아 메커니즘을 형성한다. 상기 메커니즘은 상승 운동을 하게 하는 기능을 하므로 보다 큰 세척 범위가 얻어진다. 이러한 4-바아 메커니즘의 부가 기능은 세척할 유리에 대한 와이퍼 블레이드의 경사각을 조정하는 것이다.

4-바아 메커니즘의 전체 회전 축선이 서로 평행하고 와이퍼 블레이드가 상기 회전 축선에 대해 수직인 평평한 유리에 접한다는 가정 하에, 유리의 평면에 대해 수직인 와이퍼 블레이드의 종방향 대칭 평면이 항상 정렬된다. 이로 인해, 와이퍼 블레이드의 전환 위치에서, 즉 2개의 극단 위치에서 한 운동 방향으로부터 다른 운동 방향으로 바꿀 때, 와이퍼 블레이드가 유리에 대해 덜걱거릴 수 있는데, 그 이유는 기울어지지 않은 와이퍼 블레이드의 와이퍼 립이 그 휘어진 위치로부터 다른 위치로 전환되어야 하기 때문이다. 이러한 문제점은 공차 등으로 인해 와이퍼 블레이드의 오조정이 야기될 때 첨예화될 수 있다. 기본적으로 와이퍼 블레이드가 끝 위치에 도달할 때 새로운 운동 방향으로 더 강력히 기울어질수록, 와이퍼 블레이드의 와이퍼 립이 더 쉽게 그리고 더 적은 소음으로 전환된다. 소위 법선 에러라고도 하는 이러한 바람직한 경사각을 얻기 위해, 4-바아 메커니즘의 회전 축선을 세척될 유리에 대해 경사지게 정렬하는 것은 공지되어 있다. 이로 인해, 와이퍼 블레이드의 각각의 전환 위치에서 작은 경사각이 얻어질 수 있다. 그러나, 구동 축선의 큰 경사 위치는 불가능한데, 그 이유는 구동 암 또는 커플링 암과 자동차 유리 또는 엔진 보넷 사이의 충돌이 야기될 수 있기 때문이다.

본 발명은 구동 메카니즘, 구동 암, 커플링 암 및 피동 암를 포함하고, 상기 구동 암의 제 1 단부가 구동 메커니즘에 연결됨으로써 구동 암이 구동 축선을 중심으로 선회 가능하고, 상기 커플링 암의 제 1 단부가 규정된 회전 축선을 가진 커플링 조인트에 의해 구동 암의 제 2 단부에 연결되며, 상기 커플링 암의 제 2 단부가 와이퍼 블레이드에 연결되고, 상기 피동 암이 커플링 암과 연결되는, 자동차 앞유리 와이퍼 구동장치에 관한 것이다.

도 1은 자동차에 조립된 앞유리 와이어 구동장치의 사시도.

도 2는 앞유리 상에 놓인 와이퍼 블레이드의 횡단면도.

도 3은 제 1 위치에서 본 발명에 따른 와이퍼 구동장치의 사시도.

도 4는 도 3의 와이퍼 구동장치에 사용된 구동 암의 확대 사시도.

도 5는 제 2 위치에서 도 3의 와이퍼 구동장치의 사시도.

도 6은 도 5의 와이퍼 구동장치에 사용된 구동 암의 확대 사시도.

도 7은 도 3의 와이퍼 구동장치에 사용된 커플링 암의 저면 사시도.

도 8은 도 7의 커플링 암의 평면 사시도.

도 9는 도 3에 도시된 와이어 구동장치의 피동 암의 사시도.

도 10은 커플링 암과 피동 암 사이의 조인트의 횡단면도.

도 11은 구동 암과 커플링 암의 조인트의 횡단면도.

도 12는 평평한 유리에서 유리에 대한 와이퍼 블레이드의 경사각을 나타낸 다이어그램.

도 13은 3차원으로 휘어진 유리에서 경사각의 다이어그램.

본 발명의 목적은 전술한 방식의 와이퍼 구동장치에 있어서 2개의 전환 위치 영역에서 유리에 대한 와이퍼 블레이드의 큰 경사각이 가능하도록 하는 것이다.

청구항 제 1항의 특징을 가진 와이퍼 구동장치는 작은 공간으로 그리고 단순한 기계적 방법으로 각각의 전환 위치에서 와이퍼 블레이드의 경사각이 의도한 바대로 제어될 수 있다는 장점을 갖는다. 커플링 암 및 그에 따라 와이퍼 블레이드로 전달되는 경사 위치가 구동 암의 구동 축선에 대한 커플링 조인트의 회전 축선의 경사 위치에 의해서만 주어진다. 구동 암은 또한 단 하나의 평면에서 선회 운동을 하므로, 자동차 유리 또는 엔진 보넷과의 충돌이 방지된다. 구동 축선에 대해 평행한 가상 중립 위치에 대해 커플링 조인트의 회전 축선을 정렬함으로써, 구동각이 최대인 와이퍼 구동장치의 위치 및 와이퍼 블레이드의 경사각 크기가 설정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 청구범위 종속항에 제시된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 1에는 앞유리 와이퍼 구동장치(10)가 도시된다. 상기 구동장치는 와이퍼 블레이드(12)를 유리(14)에 대해 조절하기 위해 사용된다. 와이퍼 블레이드(12)는 유리 상에서 그 위치에 따라 유리에 대한 상이한 경사각을 가져야 한다. 이것은 도 2에서 유리(14)의 표면 상에서 종방향 대칭 평면(L)과 수직선(N) 사이에 주어지는 각 α로 나타난다. 법선 에러라고도 하는 상기 경사각 α가 크면 클수록, 와이퍼 블레이드에 기울어질 수 있도록 형성된 와이퍼 립(13)이 그것의 한 위치로부터 다른 위치로 더 쉽게 기울어진다. 상기 전환은 와이퍼 블레이드의 전환 위치, 즉 세척될 유리의 한 에지 및 다른 에지에서의 각각의 극단 위치에서 이루어진다. 경사각은 와이퍼 블레이드가 새로운 이동 방향으로 전방으로 기울어지도록 설정된다. 따라서, 도 2에서 와이퍼 블레이드의 기울어짐은 전환 위치에 도달한 직후에 그리고 와이퍼 립(13)이 새로운 위치로 전환된 직후에 화살표 방향으로의 운동을 위해 이루어진다.

경사각은 도 3 내지 6에 상세히 도시된 와이퍼 구동장치에 의해 얻어진다. 상기 와이퍼 구동장치는 일반적으로 길게 형성된 구동 암(16)을 갖는다. 구동 암(16)의 제 1 단부(도시되지 않은)가 와이퍼 모터에 연결됨으로써, 구동 암은 구동 축선(A)을 중심으로 진동 운동을 할 수 있다. 구동 암(16)의 제 2 단부에는 커플링 조인트(18)가 제공된다. 상기 커플링 조인트(18)는 규정된 회전 축선(K)을 갖는다. 여기서, 커플링 조인트는 베어링 저널(20)과 베어링 부시(22)(참고: 도 11)의 연결에 의해 형성된다.

커플링 조인트의 회전 축선(K)은 구동 암의 구동 축선(A)에 대해 평행한 가상 축선(P)에 대해 각 β만큼 경사진다. 도 4 및 6에서 구동 암(16) 상부에 놓인 회전 축선(K)의 세그먼트가 구동 암(16) 하부에 놓인 세그먼트 보다 더 큰 구동 축선(A)과의 간격을 갖도록, 회전 축선(K)이 구동 축선(A)에 대해 정렬된다. 달리 표현하면, 커플링 조인트의 회전 축선(K)은 구동 축선(A)과 커플링 조인트의 중심점에 의해 규정되는 평면에서 볼 때, 와이퍼 블레이드(12)가 향하고 있는 구동 암(16)의 측면 상에서 반대 측면 상에서 보다 작은 구동 축선(A)과의 간격을 갖는다. 각β의 크기에 대한 시작점으로는 3°내지 10°의 값이 사용될 수 있다.

커플링 조인트(18)는 커플링 조인트 부품(24)에 형성된다. 상기 커플링 조인트 부품은 여기서는 그 중심 축선으로 표시된 선회 조인트(26)를 통해 커플링 암(28)에 연결된다. 편의상, 하기에서는 커플링 조인트 부품(24)을 커플링 암(28)의 부분으로 간주한다. 큰 틸팅 모멘트가 커플링 조인트(18) 상에 가해지는 것을 피하기 위해, 커플링 조인트의 회전 축선(K)과 커플링 암의 선회 조인트(26) 사이의 간격은 가급적 작아야 한다.

커플링 암(28)은 볼 조인트(32)를 통해 피동 암(30)에 연결된다. 볼 조인트(32)는 커플링 암(28)에 형성된 볼 소켓(34), 및 피동 암(30)의 단부에 형성된 조인트 볼(36)로 이루어진다.

도 3에 도시된 와이퍼 암(38)은 커플링 암(28)에 연결된다. 상기 와이퍼 암(38)은 와이퍼 블레이드(12)로 연장한다. 커플링 암(28)과 와이어 암(38) 사이에는 종래의 선회 조인트(40)가 제공된다. 상기 선회 조인트(40)는 커플링 암(28)의 선회 운동이 와이퍼 블레이드(12)로 전달될 수 있게 하는 한편, 동시에 와이퍼 블레이드는 와이퍼 암(38) 및 스프링에 의해 유리(14)에 대해 가압될 수 있다.

피동 암(30)은 볼 조인트(32) 반대편에 놓인 그 단부가 블라인드 베어링 샤프트에 연결된다. 상기 샤프트는 그 회전 축선(B)으로 표시된다. 블라인드 베어링 샤프트의 회전 축선(B)은 구동 축선(A)에 대해 평행하다.

도시된 실시예에서 구동 암, 커플링 암, 커플링 조인트 부품 및 피동 암은 시이트 휨 부품으로 구현된다. 그러나, 상기 부품 각각이 또는 상기 부품 중 다수는 다이 캐스팅 부품으로 구현되거나 또는 다른 적합한 구성이 사용될 수 있다.

전술한 와이퍼 구동장치는 하기 방식으로 작동한다:

와이퍼 블레이드는 공지된 방식으로 유리 위로 움직인다. 즉, 구동 축선(A)을 중심으로 하는 진동 선회 운동이 구동 암(16)에 주어진다. 상기 운동 중에 와이퍼 블레이드가 도 1에 도시된 전환 위치에 놓이면, 즉 도 1에 화살표(I)로 표시된 운동 방향 전환을 수행하면, 와이퍼 블레이드가 유리에 대한 수직 배치에 대해 도 3의 화살표 Ⅱ의 방향으로 기울어진다. 이것은 커플링 조인트(18)의 회전 축선(K)이 외부로 선회되는 각 β로부터 결과된다. 상기 기울어짐으로부터 결과되는 커플링 조인트 부품(24)의 회전은 선회 조인트(26) 및 선회 조인트(40)를 통해 와이퍼 블레이드로 전달된다; 커플링 암(28)과 피동 암(30) 사이의 볼 조인트(32)는 상기 기울어짐 운동을 방해하지 않는다.

와이퍼 블레이드가 반대 전환 위치에 놓이면, 즉, 도 1에 화살표 Ⅲ으로 표시된 운동 방향 전환을 하면, 와이퍼 구동장치가 도 5에 도시된 위치에 놓이게 된다. 상기 위치에서도 커플링 조인트의 회전 축선(K)이 외부로 기울어지는 각 β는 와이퍼 블레이드가 도 5의 화살표Ⅳ의 방향으로 수직 정렬에 대해 기울어지게 한다.

도 12에는 유리가 평평한 경우 구동 축선(A)을 중심으로 구동 각 φ만큼 구동 암(16)이 회전될 때 와이퍼 블레이드의 경사각 α가 도시된다. 구동 암의 구동 축선이 유리의 평면에 대해 수직인 경우 와이퍼 구동장치의 경사각은 Ⅰ로 도시된다. 그것으로부터 구동 암의 선회 운동 동안 와이퍼 블레이드의 경사각이 변동되지 않는다. 와이퍼 블레이드의 파킹 위치, 즉 도 1에 도시된 위치에서 경사각이 최대인 본 발명에 따른 와이퍼 구동장치의 경사각은 Ⅱ로 표시된다. 나중에 상세히 설명되는 구조적 비율로 인해, 약 120°의 구동 암의 선회에 상응하는 반대 전환 위치에서 경사각은 대략 제로이다. 곡선 Ⅱ에 비해 구간(Δs)만큼 이동된 본 발명에 따른 와이퍼 구동장치의 곡선은 Ⅲ으로 도시된다. 상기 구간은 와이퍼 블레이드의 2개의 전환 위치에서 동일한 크기의 경사각(α_Umkehr)이 주어지도록 선택된다. 상기 곡선이 이동되지 않으면, 2개의 전환 위치 중 하나에서 큰 경사각이 얻어지기는 하지만, 다른 전환 위치에서는 대략 0°의 경사각이 얻어지는데, 그 이유는 경사각의 2개의 최대값이 구조적 이유 때문에 항상 90°의 구동각 만큼 차이나기 때문이다.

도 13에는 실제의 경우에서와 같이 3차원으로 휘어진 유리 위로 와이퍼가 이동할 때의 곡선이 도시된다. 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 와이퍼 구동장치에 의해 최대로 주어지는 경사각이 충분한 크기이고 구동각φ에 대해 양호하게정렬되는 최상의 경사각이 얻어진다.

도 3과 도 5를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 와이퍼 블레이드를 한 전환 위치로부터 다른 전환 위치로 이동시키기 위해, 구동 암(16)이 약 90°이상의 각 만큼 선회 운동을 한다. 구성에 따라 구동 각은 100 내지 130°이다. 2개의 극단 위치 각각에서 커플링 암(28)은 구동 암(16)에 대해 대략 수직으로 연장된다. 2개의 전환 위치 각각에서 커플링 암과 구동 암 사이에 정확히 90°의 각이 설정된다고 가정하면, 커플링 조인트의 회전 축선(K)과, 구동 축선(A)과 평행한 가상 축선(P) 사이에 형성된 표면이 구동 축선과 가상 축선 P 에 의해 규정되는 평면에서 연장될 때 전환 위치에서 최대 경사각이 얻어진다. 달리 표현하면, 회전 축선(K)이 구동 암의 종방향으로 연장해서 외부로 선회되고 상기 종축에 대해 대략 경사지지 않는다. 이에 반해, 2개의 전환 위치에서, 즉 경사각의 크기가 특히 중요한 시점에서 실제로 커플링 암과 구동 암 사이의 각이 90°가 아니라는 것을 고려하면, 회전 축선(K)이 가상 축선(P)에 대해 선회되는 방향은 구동 암의 종방향의 연장선과의 편차를 갖는다. 커플링 조인트 회전 축선(K)의 정렬 변경은 실제로 2개의 전환 위치에서 와이퍼 블레이드의 경사각에 영향을 주기 때문에, 절충점을 찾아야 한다.

상이한 조인트의 전술한 실시예 대신에, 다른 타입의 조인트도 가능하다. 다만, 커플링 조인트(18)가 커플링 암(28)의 그 종축을 중심으로 하는 선회 운동을 야기시킬 수 있어야 하고 구동 암(16)과 커플링 암(28) 사이의 각 보상이 가능해야 한다는 것이 중요하다. 일렬로 접속된 2개의 선회 조인트의 형태인 커플링 암과구동 암 사이의 전술한 연결 대신에, 카아던 조인트(Cardan joint)가 사용될 수 있다. 커플링 암과 피동 암 사이의 전술한 볼 조인트 대신에 카아던 조인트가 사용될 수 있다. 상기 카아던 조인트가 서로 수직인 2개의 선회 조인트로 대체될 수도 있다.

Claims (10)

1. 구동 메카니즘, 구동 암(16), 커플링 암(28) 및 피동 암(30)를 포함하고, 상기 구동 암(16)의 제 1 단부가 구동 메커니즘에 연결됨으로써 구동 암이 구동 축선(A)을 중심으로 선회 가능하고, 상기 커플링 암(28)의 제 1 단부가 규정된 회전 축선(K)을 가진 커플링 조인트(18)에 의해 구동 암의 제 2 단부에 연결되며, 상기 커플링 암(28)의 제 2 단부가 와이퍼 블레이드(12)에 연결되고, 상기 피동 암(30)이 커플링 암과 연결되는, 자동차 앞유리 와이퍼 구동장치에 있어서,

   상기 커플링 조인트의 회전 축선(K) 및 상기 구동 암의 구동 축선(A)이 서로 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 커플링 조인트의 회전 축선(K)은 구동 축선(A) 및 커플링 조인트의 중심점에 의해 규정된 평면에서 볼 때 와이퍼 블레이드(12)가 향하고 있는 구동 암(16)의 측면 상에서 반대 측면 상에서 보다 작은 구동 축선(A)과의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 커플링 조인트의 회전 축선(K)은 상기 평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 커플링 조인트의 회전 축선(K)은 상기 평면에 놓이고, 구동 축선(A)에 대해 평행한 가상 축선에 대해 3°내지 10°의 각 만큼 기울어지는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커플링 조인트는 제 1 선회 조인트(18)이고, 상기 선회 조인트(18)는 제 2 선회 조인트(26)에 의해 커플링 암(28)에 연결되며, 상기 제 2 선회 조인트(26)의 선회 축선은 제 1 선회 조인트의 선회 축선과 수직인 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커플링 조인트는 카아던 조인트인 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커플링 암(28)은 카아던 조인트를 통해 피동 암(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커플링 암(28)은 볼 조인트(32)를 통해 피동 암(30)에 연결되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 커플링 암은 2개의 선회 조인트를 통해 피동 암에 연결되는 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 피동 암(30)은 블라인드 베어링 샤프트(B)에 연결되고, 상기 샤프트는 구동 축선(A)에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 와이퍼 구동장치.