KR20020095772A - 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운송수단에서 와이퍼 모터의 구동에 의해 와이퍼 지지축을 중심으로 와이퍼 지지대에 장착된 블레이드가 유리면에 밀착되어 일정반경을 따라 상하 선회 작동하면서 그 유리면을 닦아주는 와이퍼에 있어서, 상기 와이퍼 지지대의 양단부에 각각 걸림턱과 수용홈을 내측면에 형성한 홀더캡을 일체로 결합하고, 상기 양측 홀더캡 사이에서 길이방향을 따라 연장되는 원형 몸체의 기부와, 이 기부의 양단부에 형성되는 회전축과, 기부의 길이방향을 따라 기부의 표면으로부터 일정한 돌출길이를 갖는 블레이드날이 적어도 2개이상 등각도로 구비된 블레이드를 일체로 결합하여 유리면에 밀착시키고, 상기 블레이드를 감싸면서 하측이 개방되는 카버를 블레이드날로부터 소정간격 이격되게 홀더캡에 일체로 장착시켜 지지되게 하고, 와이퍼의 왕복작동시 와이퍼의 운동방향과 반대방향으로 마찰력을 받아 회전하려는 블레이드날이 카버의 내측면 소정위치에 장착된 일방향 회전제어수단의 제어에 의해 일방향으로는 회전되지 않아 유리면에 밀착된 블레이드날이 유리면을 닦아주고, 타방향으로는 회전되어 다음번의 새 블레이드날로 바뀌어 순차적으로 교환하면서 유리면을 닦아주도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치{A Wiper System with Rotating Wiper Blade}

본 발명은 자동차·기차·선박 또는 비행기 등의 운송수단의 유리창을 닦아주는 와이퍼에 관한 것으로, 특히 와이퍼 지지대의 양단에 홀더캡을 일체로 형성하고, 기부의 양단에 형성되는 회전축과 기부로부터 적어도 2개이상의 블레이드날이 등각도로 일정반경을 따라 돌출 형성되는 블레이드를 홀더캡 사이에 회전가능하게 결합함으로써, 와이퍼의 주기적인 직선운동에 따라 유리면에 접촉된 블레이드날이 와이퍼의 작동방향과 반대방향으로 마찰력을 받아 회전되면서 순차적으로 블레이드날을 바꾸면서 유리면을 닦아주도록 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치에 관한 것이다.

운행중인 자동차·기차·선박 또는 비행기 등의 운송수단의 유리창에 비나 바람으로부터 운전자나 사용자의 시야를 확보 및 보호하기 위하여 대부분의 경우 투명유리의 창이 설치되어 있다.

그런데, 비나 눈이 내리면 투명한 유리창에 물방울이 맺혀 유리면에서 빛이 투과할 때 빛의 산란 및 굴절현상이 발생하여 운전자의 시야를 방해하고 눈의 피로도를 증가시켜서 전방에서 발생하는 상황을 제대로 파악하지 못하게 되고, 또한 측방에 설치된 사이드 미러의 경우에도 물방울이 부착되어 후방의 물체를 정확하게 식별할 수 없어 교통사고를 일으키는 요인이 된다.

이러한 것을 방지하기 위해서 전면 또는 후면 유리창에는 주행 중의 시계(視界)를 확보 유지하고, 사이드 미러에는 후방의 물체를 식별하기 위하여 도1에서 도시하는 바와 같이, 유리창(G) 또는 사이드 미러의 소정위치에 와이퍼 조립체(1)를 장착하여 와이퍼 지지대에 끼워진 블레이드날이 와이퍼의 구동과 함께 유리면의 하부 X위치와 상부 Y위치 사이에서 작동됨으로써 유리창이나 사이드 미러의 표면에 부착되는 빗방울이나 눈 등의 물질들을 닦아주도록 하고 있다.

그런데, 통상 이 와이퍼 조립체는 구조적으로 유리창의 차체 내부에 장치된 전기구동모터로 금속제의 암을 움직이고, 이 금속제의 암의 선단에는 내구력과 내식성을 갖는 고장력강으로 특수 코팅 처리하여 제작된 와이퍼 지지대에 천연고무를 특수 성형 및 가공하여 제작된 고무 블레이드를 부착시켜 유리창의 표면에 블레이드를 완전 밀착시킨 상태에서 금속제 암의 선회작동으로 고무 블레이드의 날이 유리면 상에서 미끄럼마찰력을 받으면서 유리면을 닦아주는 구성으로 이루어져 있다.

즉, 와이퍼 지지대의 하단에 휭거형태의 고정구조로 장착되는 고무로 된 블레이드날이 우리면 쪽으로 일방향으로 고정되어서, 와이퍼의 왕복운동에 따라 함께 작동되는 블레이드날이 유리면에 밀착되어 수회의 왕복운동을 함으로써, 우천시 또는 강설시 주행중에 유리면 등에 부착되는 빗물 또는 눈 등의 이물질을 씻어 내어 깨끗한 유리면을 유지하게 되므로 운전자에게 시야를 확보하도록 해 주고 있다.

이와 같은 와이퍼는 우천시 또는 강설시 등 차량 출발전에 와이퍼의 작동상태를 반드시 확인하고, 와이퍼 사용 전에 블레이드날에 묻어있는 이물질을 깨끗이 닦아낸 후 와이퍼를 작동시켜야 하며, 특히 유리면에 이물질이 부착되어 있는 경우, 즉 유리창 표면에 폭설·성에 등으로 얼어붙어 울퉁불퉁한 표면으로 되어 있는 경우, 또 왁스나 기름 등이 묻어 있는 경우에는 와이퍼가 잘 닦여지지 않아 반복적으로 작동되는 블레이드날의 마모로 이어져 수명을 단축시키는 문제점이 있으므로 사용 및 관리에 유의하여야 한다.

그런데, 이러한 블레이드는 유리면상에서 그 표면을 닦게 함에 있어, 수회의 왕복운동을 통하여 반복적으로 유리면과 마찰운동을 하게 되며, 또한 동일한 블레이드날에 의하여 수회 세척하게 됨으로써, 그 블레이드날에 오염물질이 부착되어 세척된 유리면이 다시 오염될 뿐만 아니라, 동일한 블레이드날로 세척되기 때문에블레이드날의 수명을 단축시키게 되는 문제점을 갖고 있다.

따라서, 와이퍼의 선회작동과 아울러 유리면에 와셔액을 규칙적으로 살포하여 유리면의 세척효과를 높이고 블레이드날의 수명을 연장시키도록 하고 있다.

상기와 같이, 유리면에 부착된 오염물질을 제거한다 하더라도 장마 등 호우시, 심한 경우에는 물이 유리면에 잔존하여 전방에서 발생하는 상황을 제대로 파악하지 못하는 경우가 발생하여 교통사고를 유발하기도 한다.

상기와 같은 와이퍼에 장착되는 블레이드에 대한 종래의 기술로서, 도2a에서 도시하는 바와 같이, 현재 사용하고 있는 것들의 대부분이 통상 1개의 와이퍼에 1개의 블레이드날(3a)로 형성된 블레이드(2a)를 장착하여 와이퍼가 유리면에서 직선운동을 할 시 이에 일체로 장착된 블레이드날(3a)이 함께 구동되어 유리면에서 마찰력을 받으면서 이물질을 닦아내는 구성으로 이루어진 것을 사용하고 있다.

상기와 같이, 1개의 블레이드날에 의하여 유리면을 닦는 경우는 앞서 기술한 문제점을 그대로 갖고 있는 것으로서, 대부분 그 블레이드의 수명이 짧다는 문제점이 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도2b 내지 도2d에서 도시하는 바와 같이, 다른 종래의 기술로서, 복수개의 블레이드날이 제작된 것을 사용하기도 한다.

그런데, 도2b에서 도시하는 바와 같이, 2개의 블레이드날(3b)이 평행하게 구성한 블레이드(2b)를 사용하는 것으로서, 이는 유리면과의 마찰력을 약간 줄여주어 성능이 조금은 개선되는 면은 있으나, 2개의 블레이드날(3b)에 낙엽과 모래가 끼이는 것은 앞서 설명한 기술과 동일하다.

또, 도2c에서 도시하는 바와 같이, 유리면에 닿는 중앙부의 블레이드날을 중심으로 방사형으로 5개의 블레이드날(3c)이 집중되게 배치한 블레이드(3b)를 사용하는 것으로서, 블레이드가 동작할 때 비스듬하게 누우면 여러 개의 블레이드날이 유리면에 닿게 하도록 하는 것이나, 실제 사용시에는 중심에 있는 하나의 블레이드날만 유리면과 접촉을 할 뿐, 나머지 블레이드날들은 유리면에 잘 닿지 않아 별 효용성이 없다.

또한, 도2d에서 도시하는 바와 같이, 유리면과 블레이드 사이에 이물질이 끼이는 것을 방지하기 위하여 블레이드날(3d)의 앞뒤로 가이드부(4)를 구성한 블레이드(2d)를 사용하는 것으로서, 블레이드날(3d)과 유리면사이에 이물질이 끼기 전에 가이드부(4)에서 이물질을 밀어내도록 한 것도 있다.

또한, 도시하지는 않았으나, 평소에 와이퍼 블레이드를 보호케이스에 넣어 보호한 상태로 있다가 사용시 보호케이스에서 꺼내어 사용하는 방법이 고안되었으나 귀찮은 일이기 때문에 많이 쓰여지지는 않는다.

이러한 종래의 블레이드날들은 약간의 효과는 있으나 제조비용이 더 소요되는 것에 비해 실질적인 유리면의 세척효과는 미미한 것들에 불과하다.

한편, 또다른 종래의 기술로서, 도3에서 도시하는 바와 같이, 미합중국 특허 제6,233,779호로 알려진 기술이 있는데, 이 기술은 와이퍼 지지대(5)의 단부에서 끼움부(6)로 연결되는 홀더(7)의 내부 공간부에 기부(8)로부터 120°각도로 3개의 블레이드날(9a,9b,9c)이 방사상으로 형성된 블레이드 조립체의 2개의 블레이드날 (9b,9c)이 끼워져서 1개의 블레이드날(9a)에 의하여 유리면을 닦게 하는 구성으로이루어진 것이다.

이 기술은 3개의 블레이드날 중 어느 하나를 사용하다가 사용중인 블레이드날이 훼손되거나 노후화 등으로 제 기능을 발휘하지 못하는 경우, 홀더로부터 블레이드 조립체를 빼낸 후, 유리면에 밀착되어 사용한 블레이드날을 사용하지 않은 다른 새 블레이드날로 바꿔 다시 홀더에 장착하여 사용하는 것으로서, 단순히 블레이드날의 수명을 연장시키는 점에서는 어느 정도의 효과는 있으나, 유리면의 세척효과는 상기의 종래기술들이 갖고 있는 문제점을 그대로 갖고 있다.

이상과 같이, 도2a 내지 도3에 도시한 종래의 기술들은 형식상으로는 복수개의 블레이드날들이 형성되어 있기 때문에 유리면이 잘 닦여지는 것처럼 되어 있으나, 실질적으로는 1개의 블레이드날로서만 유리면을 세척하는 구성에 불과한 것들로서, 블레이드의 수명을 연장시켜 주는 정도의 효과는 있으나, 유리면상에 부착되는 이물질들을 깨끗하게 닦아주는 세척효과는 없고, 또한 제조비용이 더 소요되는 것에 비해 그리 사용은 많지 않은 상태다.

즉, 이러한 종래의 와이퍼들은 도4a 및 도4b에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼 조립체(1)가 정지상태에서 유리면의 밑부분에 수평으로 놓인 상태로 있다가 비가 오면 와이퍼를 동작시켜 사용하게 되는데, 평소 정지상태로 놓여진 와이퍼의 블레이드에 먼지·모래·낙엽 및 이물질이 쌓여 있다가 와이퍼가 구동될 때 블레이드도 작동하게 됨에 따라 유리면과 블레이드날 사이에 이물질이 끼인 상태로 강제적으로 회전운동을 하게 된다.

한편, 와이퍼의 블레이드날이 유리면에서 동작할 때 와이퍼의 블레이드날이와이퍼가 이동하는 방향으로 소정의 각도로 일정하게 기울어진 상태에서 유리면과 블레이드날과의 마찰력을 적게 한 상태에서 일정한 마찰력을 갖고 동작을 하여야 한다.

그런데, 블레이드날과 유리면 사이에 모래나 낙엽 등 이물질이 끼어서 작동하게 되면 유리면과 블레이드날의 손상을 유발시키게 될 뿐만 아니라, 블레이드날의 일부분이 유리면에서 뜬 상태에서 동작하게 되므로 도4a에서 도시하는 바와 같이, 그 끼어진 틈사이로 물이 빠져나가 유리면에 물이 원호 형태로 와이퍼 줄무늬를 남긴 상태로 동작하게 된다.

또한, 블레이드날이 기울어진 상태가 불완전하거나 유리면과 블레이드날과의 마찰력이 일정하지 않거나 마찰력이 큰 경우에는 유리면과 블레이드날과의 접촉이 일정하지 않게 되어 도4b에서 도시하는 바와 같이, 유리면의 표면에서 블레이드날이 떨면서 물을 닦기 때문에 진행되는 블레이드날의 궤적과 평행한 방향으로 물이 남아 있게 되는 와이퍼 떨림무늬를 발생시켜서 유리면의 투명성을 현저하게 저하시킨다.

따라서, 이와 같은 종래의 와이퍼 장치는 블레이드날과 유리면 사이에 먼지·모래 등의 이물질이 낀 상태에 동작하게 되면 유리면과 블레이드날을 영구히 손상시키며, 유리면에 묻은 물을 잘 닦아주지 못하기 때문에 운전자의 시야를 명확하지 않게 하여 운전시 운전자의 피로를 증가시키며 심한 경우에는 사고를 발생시킬 수도 있는 단점을 갖고 있다.

또한, 와이퍼가 동작할 때 블레이드날이 물을 쓸어서 운전자가 보는 유리면을 깨끗하게 해주어야 하는데, 물은 부착력이 있으므로 블레이드날에 약하게 붙어서 떨어지려 하지 않는다.

이러한 물의 부착력은 중력 방향을 고려할 때 블레이드날에 의한 부착력의 방향과 중력의 방향이 반대인 경우, 즉 블레이드가 유리면 밑에서 수평방향으로 있다가 회전하며 올라가는 경우에는 물의 부착력에 비해 중력의 영향이 크므로 그리 많은 물이 블레이드를 따라 올라가지 않는다.

그러나, 블레이드와 물의 부착력의 방향이 중력의 방향과 일치하는 경우, 즉 블레이드가 거의 수직으로 설 때까지 물을 밀어낸 후 다시 밑으로 내려가는 순간에는 블레이드의 동작방향과 중력 방향이 일치하게 될 때, 물의 부착력이 크게 작용하므로 유리면에서 쓸어냈던 물을 다시 유리면으로 끌고 들어와서 유리면에 물을 불규칙적으로 붙이게 되거나 유리면에 블레이드날의 줄무늬를 만들게 된다.

이와 같은 현상은 유리면이 방수 코팅되었거나 블레이드의 날부가 방수 코팅된 경우에 약하게 발생하나 곧 방수 코팅은 벗겨지고 다시 이러한 문제를 야기시키기 시작한다.

따라서, 본 발명자는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 와이퍼 지지대의 양단에 일체로 부착되는 홀더캡을 구비하여, 이 양측 홀더캡 사이에 블레이드의 기부로부터 길이방향을 따라 소정각도로 복수개의 블레이드날을 가지며 그 기부의 양단부에 회전축을 형성한 블레이드를 회전가능하도록 끼워서, 와이퍼의 주기적인 작동시 와이퍼의 작동방향과 반대방향으로 작용하는 마찰력에 의해 짝힘을 받는 블레이드날이 회전운동을 함으로써 하측으로 와이퍼의 운동방향이 바뀔 때마다 새 블레이드날로 교환되면서 유리면을 닦아주도록 하는 수단을 제공함으로써 항상 깨끗한 상태의 블레이드날로 유리면을 세척하도록 하는 와이퍼를 발명하게 되었다.

본 발명은 적어도 2개이상의 복수개의 블레이드날들이 기부를 중심으로 소정의 각도를 갖도록 형성되는 블레이드를 와이퍼 지지대의 양단부에 고정되는 홀더캡 사이에서 회전가능하게 연결하고, 홀더캡 사이에 장착된 블레이드를 감싸면서 하측면이 개방되며, 소정위치에 일방향 회전제어수단이 구비되는 카버로 구성되어지는 와이퍼의 주기적인 작동에 따라 기부를 중심으로 와이퍼의 작동방향과 반대방향으로 작용하는 마찰력에 의해 짝힘을 받아 유리면에서 마찰력을 받아 블레이드날을 회전시킴으로써, 상기 종래기술의 문제점들을 해결하게 되었다.

따라서, 본 발명은 블레이드날이 기부를 중심으로 소정의 각도를 갖도록 형성되는 적어도 2개이상의 블레이드날들이 와이퍼 구동시 회전되게 하여 와이퍼의 운동방향이 상측에서 하측으로 바뀔 때마다 새 블레이드날로 교환되어 순차적으로 돌려가며 유리면을 닦아줌으로써, 항상 깨끗한 유리면을 확보할 수 있도록 하는 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 와이퍼가 동작하면서 운동방향을 바꿀 때 블레이드날이 교체됨으로써 쓸어내었던 물이 다시 유리면에 도포되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 이물질을 분리 제거할 수 있도록 하는 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 블레이드날이 햇볕과 먼지 등으로부터 보호를 받도록 블레이드날을 감싸는 카버를 구비하는 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 블레이드날이 순차적으로 돌아갈 때 홀더캡에 연결되어 지지되는 카버의 내측면 소정위치에 세정수단을 설치하여 블레이드날의 회전 동작에 의해 이물질이 부착된 블레이드날이 닦이도록 함으로써, 블레이드날의 오염을 방지하도록 한 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 와이퍼 사용시 세정수단에 주입관을 연결하여 세정제 공급장로부터 와셔액 분사시 세정액이 공급되도록 하여 블레이드날이 잘 닦이도록 하는 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 와이퍼 지지대의 양측에 블레이드를 장착시키는 홀더캡의 구성과, 이 홀더캡 사이에 회전가능하게 끼워지는 회전축을 형성하고, 기부로부터 등각도로 일정길이 만큼 돌출되는 복수개의 블레이드날이 구비되는 블레이드의 구성과, 홀더캡에 연결되어 지지되는 블레이드날을 감싸는 카버의 구성과, 카버의 내측 소정위치에 설치되어 블레이드날을 일방향으로만 회전되도록 제어하는 일방향 회전제어수단의 구성과, 그 반대쪽에 세정액이 담겨 있는 세정용기와 유리면을 닦은 후 회전되는 블레이드날을 세척하는 블레이드날 닦음대를 구비한 세정수단의 구성을 통하여 달성하고자 한다.

도1은 종래의 와이퍼의 작동을 나타내는 정면도

도2a 내지 도2d는 종래의 여러 형태의 블레이드날부의 단면도

도3은 종래의 다른 기술로서, 다수개의 블레이드날이 장착된 와이퍼의 단면도

도4a 및 도4b는 종래기술에 따른 유리면의 닦임 상태도

도5a 내지 도5e는 본 발명에서 사용되는 블레이드날에 대한 여러 형태의 단면도

도6a는 본 발명에서 블레이드의 상측을 완전히 감싸는 카버가 장착된 상태의 사시도

도6b는 도6a의 측단면도

도7a는 본 발명에서 블레이드의 상측 양단부 일부만을 감싸는 카버가 장착된 상태의 사시도

도7b는 도7a의 측단면도

도8은 본 발명의 일방향 회전제어수단의 일실시예로서, 기계식 스토퍼에 대한 일부 절개사시도

도9는 본 발명의 일방향 회전제어수단의 다른 실시예로서, 전자식 스토퍼에 대한 일부 절개사시도

도10은 본 발명에 따라 설치되는 세정수단의 구성을 나타내는 도면

도11a 내지 도11d는 본 발명의 작동원리를 설명하는 도면들로서,

도11a는 유리면에 와이퍼의 작동위치를 나타내는 도면

도11b는 본 발명에서 블레이드날이 회전작동되는 상태를 나타내는 도면

도11c는 본 발명에서 블레이드날의 위치 변화를 나타내는 도면

도11d는 본 발명에서 와이퍼 구동시 시간경과에 따른 와이퍼의 진행방향 및 그 위치와, 블레이드날이 교환되는 시기를 나타내는 작동도

도12a 내지 도12d는 본 발명의 일방향 회전제어수단의 일실시예로서, 기계식 스토퍼에 대한 단계별 작동도

도13a 내지 도13e는 본 발명의 일방향 회전제어수단의 다른 실시예로서, 전자식 스토퍼에 대한 단계별 작동도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:와이퍼 암 11:체결부재 12:와이퍼 지지대

20:홀더캡 21:걸림턱 22:수용홈

30:블레이드 31:기부 32:회전축

33:블레이드날 40:카버 50:걸림쇠

51:브래킷 52:지지축 53:인장스프링

54:걸림봉 55:스토퍼 56:경사면

57:역회전 방지턱 61:역회전방지 스토퍼 62:몸체

63:스프링 64:미끄럼봉 65:경사면

66:접점스위치 67:솔레노이드 스토퍼 68:걸림봉

70:세정수단 71:세정용기 72:구멍

73:블레이드날 닦음대 74:주입관 G:유리면

본 발명의 블레이드날을 회전시키는 와이퍼 장치의 구성을 첨부도면 도5a 내지 도13e에 의하여 설명한다.

본 발명은 운송수단에서 와이퍼 모터의 구동에 의해 와이퍼 지지축을 중심으로 와이퍼 지지대에 장착된 블레이드가 유리면에 밀착되어 일정반경을 따라 상하 선회 작동하면서 그 유리면을 닦아주는 와이퍼에 있어서,

상기 와이퍼 지지대(12)의 양단부에 각각 걸림턱(21)과 수용홈(22)을 내측면에 형성한 홀더캡(20)을 일체로 결합하고,

상기 양측 홀더캡 사이에서 길이방향을 따라 연장되는 원형 몸체의 기부(31)와, 이 기부의 양단부에 형성되는 회전축(32)과, 기부의 길이방향을 따라 기부의 표면으로부터 일정한 돌출길이를 갖는 블레이드날(33)이 적어도 2개이상 등각도로 구비된 블레이드(30)를 일체로 결합하여 유리면에 밀착시키고,

상기 블레이드(30)를 감싸면서 하측이 개방되는 카버(40)를 블레이드날로부터 소정간격 이격되게 홀더캡(20)에 일체로 장착시켜 지지되게 하고,

와이퍼의 왕복작동시 와이퍼의 운동방향과 반대방향으로 작용하는 마찰력에의해 회전하려는 블레이드날이 카버(40)의 내측면 소정위치에 장착된 일방향 회전제어수단의 제어에 의해 일방향으로는 회전되지 않아 유리면에 밀착된 블레이드날이 유리면을 닦아주고, 타방향으로는 회전되어 다음번의 새 블레이드날로 바뀌어 순차적으로 교환하면서 유리면을 닦아주도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더캡(20)과 블레이드(30)의 연결구조는 홀더캡의 회전축 수용홈(22)에 블레이드의 양단부에 형성된 회전축(32)이 끼워져서 회전 가능하게 결합되고, 상기 홀더캡(20)의 걸림턱(21)에 블레이드(30)의 회전축의 후면이 걸려지는 구조로 이루어져서, 블레이드(30)가 장력을 받으면서 곡면상의 유리면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40)는 상기 블레이드(30)의 길이방향을 따라 전체적으로 감싸는 하나의 몸체 구조로 형성되어 그 몸체의 양측 단부가 상기 홀더캡(20)의 양측에 각각 연결되어 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40)는 상기 블레이드(30)의 양측 단부측의 일정부분만 감싸는 2개의 몸체 구조로 분리 형성되어 그 몸체들의 일단부가 상기 홀더캡(20)에 각각 연결되어 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유리면(G)을 닦아준 블레이드날이 다음번째의 블레이드날로 바뀌는 시기는 와이퍼의 운동방향이 상측으로 작동된 후, 하측으로 바뀌는 순간에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 일방향 회전제어수단이 설치된 반대쪽의 카버(40)의 내측면에 구멍(72)들이 측면에 일정간격으로 형성되면서 그 내부에 세정액을 담아두는 세정용기(71)와, 세정용기의 구멍들을 관통하여 세정액이 침적되는 블레이드날 닦음대 (73)로 구성되는 세정수단(70)을 설치하여, 이물질이 부착되어 회전되는 블레이드날의 선단부가 블레이드날 닦음대(73)에 닦여서 이물질을 제거하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세정용기(71)의 일단부에 와셔액이 공급되는 주입관(74)이 일측의 홀더캡(20)을 관통하여 연결되고, 상기 주입관(74)은 유리면에 와셔액이 공급되는 와셔액 공급호스와 연결되어서, 와셔액 분사시 세정액이 세정용기(71) 내로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유리창의 이물질 등을 닦아주는 와이퍼의 구성은 운송수단의 유리창의 소정위치에 와이퍼 구동모터의 구동에 의하여 회전 구동되는 회전지지축을 설치하고, 이 회전지지축에 결합되어진 와이퍼 아암(10)과, 상기 와이퍼 아암에 체결부재(11)로 연결 고정되는 와이퍼 지지대(12)와, 이 와이퍼 지지대(12)의 양단에 블레이드를 장착하여 와이퍼를 회전 구동시켜 주는 구성은 종전과 동일하다.

그러나, 본 발명은 와이퍼 지지대(12)의 양측에 블레이드를 장착시키는 홀더캡(20)의 구성과, 상기 양측 홀더캡 사이에서 회전가능하게 끼워지도록 길이방향을 따라 연장되는 원형 몸체의 기부(31)와, 이 기부의 양단부에 형성되는 회전축(32)과, 기부의 길이방향을 따라 기부의 표면으로부터 일정한 돌출길이를 갖는 블레이드날(33)이 적어도 2개이상 등각도로 구비된 블레이드(30)의 구성과, 홀더캡(20)에연결되어 지지되면서 블레이드날을 감싸면서 하측이 개방되는 카버(40)의 구성과, 카버(40)의 내측 소정위치에 설치되어 블레이드날을 일방향으로만 회전되도록 제어하는 일방향 회전제어수단의 구성과, 유리면을 닦아준 블레이드날을 세척하는 세정용기(71)와 블레이드날 닦음대(73)로 이루어지는 세정수단(70)을 구비한 구성이 종래의 구성과 다르다.

특히 본 발명은 도5a 내지 도5e에서 도시하는 바와 같이, 기부(31)의 양단에 반구형의 돌출되어진 회전축(32)과, 그 회전축의 길이방향의 축선을 따라 기부의 표면으로부터 일정길이로 돌출되면서 적어도 2개이상의 블레이드날(33)이 일체로 형성된 블레이드를 구성하여, 양단부에 형성된 회전축이 회전할 때, 회전축선을 기준으로 기부의 표면으로부터 돌출된 블레이드날(33)이 일방향으로의 회전은 가능하고 타방향으로는 회전되지 않게 함으로써 유리면을 닦아주면서 사용되어진 블레이드날을 그 다음의 새 날로 바꿔줄 수 있게 구성하였다.

따라서, 다수의 블레이드날을 순차적으로 돌려가며 사용하여 블레이드의 수명이 길어지며, 여러 개의 블레이드날을 교대로 사용하기 때문에 블레이드의 상태가 쉽게 손상되지 않아 항상 깨끗한 블레이드날 상태를 유지하도록 한 것이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 주요 구조부에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 상기 홀더캡(20)은 도6a 내지 도7b에서 도시하는 바와 같이, 상기 와이퍼 지지대(12)의 양단부에 연결지지되는 몸체로 이루어지는 부재로서, 그 양단부의 몸체의 내측면에 걸림턱(21)과 반구형의 회전축 수용홈(22)을 형성하는 구조부로서, 후술하는 블레이드(30)의 양단부에 형성된 반구형으로 돌출된 회전축(32)이 회전축 수용홈(22)에 끼워져서 걸림턱(21)에 의하여 블레이드(30)의 양측단부를 탄력적으로 장착하여 장력을 받으면서 유리면에 밀착된다.

한편, 홀더캡(20)과 와이퍼 지지대(12) 사이의 연결구조의 예로서, 와이퍼 지지대(12)의 양단부에 걸고리를 형성하고, 이 걸고리가 끼워지도록 홀더캡(20)의 양단부에 끼움홈을 형성하여 결합할 수도 있으며, 또한 서로 맞닿는 부분을 접착수단으로 일체로 연결할 수도 있음을 밝혀 둔다.

상기 블레이드(30)는 도6a 내지 도7b에서 도시하는 바와 같이, 상기 양측 홀더캡(20)사이에서 회전가능하게 장착되어 와이퍼 선회작동에 의해 유리면을 닦아주는 부재로서, 길이방향을 따라 연장되는 원형 몸체의 기부(31)와, 이 기부의 양단부에 형성되는 회전축(32)과, 기부의 길이방향을 따라 기부의 표면으로부터 일정한 돌출길이를 갖는 블레이드날(33)이 적어도 2개이상 등각도로 구비되는 구조부이다.

상기 원형 몸체의 기부(31)와, 외측방향으로 반구형의 형태로 형성되는 회전축(32)은 경질의 고무재질로 제작되어지며, 블레이드날(33)은 연질의 고무재질로 제작되어진다.

한편, 본 발명에서 사용되는 유리면을 닦아주는 블레이드(30)는 도5a 내지 도5e에서 도시한 바와 같이, 기부(31)의 표면에서 360°를 n으로 나눈 값만큼의 각도로 1개씩 돌려가면서 사용하도록 블레이드날(33)이 2개이상 임의의 n개의 블레이드날 숫자를 가질 수 있으며, 바람직하기는 2∼6개의 블레이드날을 갖는 것이 좋다.

상기 카버(40)는 도6b 및 도7b에서 도시하는 바와 같이, 홀더캡(20)에 연결되어 지지되면서 블레이드(30)로부터 소정간격 이격되어 블레이드날을 감싸면서 하측이 개방되어진 구조부재이다.

도6b에서 도시하는 바와 같이, 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40)는 상기 블레이드(30)의 길이방향을 따라 전체적으로 감싸는 하나의 몸체 구조로 형성되어 그 몸체의 양측 단부가 상기 홀더캡(20)의 양측에 각각 연결되어 지지되어 블레이드 (30)를 완전히 감싸주는 형태와, 도7b에서 도시하는 바와 같이, 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40a)는 상기 블레이드(30)의 양측 단부측의 일정부분만 감싸는 2개의 몸체 구조로 분리 형성되어 그 몸체들의 일단부가 상기 홀더캡(20)에 각각 연결되어 지지되어 홀더캡과 인접한 부분에서 블레이드(30)의 일부만을 감싸주는 2가지의 형태로 구별된다.

상기에서 홀더캡(20)에 장착되어진 블레이드(30)로부터 소정간격으로 이격되는 이유는 그 내부에 블레이드날이 회전운동을 하기 위한 공간을 확보하기 위해서이며, 블레이드날을 감싸게 하는 이유는 이물질이 그 내부로 들어오지 못하도록 하여 블레이드날과 유리면을 보호해 주기 위한 것이며, 하측이 개방되는 이유는 블레이드날이 유리면(G)상에서 작동되게 하기 위해서이다.

상기 카버(40)는 블레이드(30) 회전시 블레이드날을 일방향으로만 회전되도록 제어하는 일방향 회전제어수단과, 이물질이 부착된 블레이드날을 닦아주는 세정수단이 설치되는 부재로서, 그 내측면에 일방향 회전제어수단과 세정수단이 설치될 수 있는 정도의 크기를 가지면 되므로 도7b에서 도시하는 바와 같은 블레이드를 일부 감싸는 카버(40a)도 적용할 수 있음을 밝혀 둔다.

상기와 같이, 카버(40)는 하측이 개방되면서 후술하는 일방향 회전제어수단 및 세정수단을 그 내측에 설치하는 구조로서, 반원형의 단면형태나 채널의 단면형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 도6b에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼 지지대(12)와 와이퍼 아암(10)을 체결부재(11)에 의해 연결 설치하고, 이 홀더캡(20)의 양단부 사이에 일체로 연결되어 지지되는 카버(40)를 연결하여 지지하도록 하고 있으나, 와이퍼 지지대(12)의 구성 없이도, 블레이드(30)를 완전히 감싸고 있는 카버(40)의 표면 소정위치에 체결부재(11)를 고정연결시켜서 직접 와이퍼 아암(10)에 고정되어 연결될 수도 있음을 밝혀 둔다.

따라서, 상기와 같이 카버가 하측이 개방되면서 그 내측면에 일방향 회전제어수단 및 세정수단을 설치할 수 있는 카버의 구조를 갖는 변형된 실시예는 본 발명에 속하는 것임을 밝혀 둔다.

본 발명의 상기 일방향 회전제어수단은 도8에서 도시하는 바와 같은 기계식 스토퍼와, 도9에서 도시하는 바와 같은 전자식 스토퍼의 2가지의 실시예로 구분된다.

기계식 스토퍼의 형태는 도8에서 도시하는 바와 같이, 카버(40)의 내측면 일측 중앙에 장착되는 브래킷(51)에 지지축(52)으로 축지되면서, 그 상측에서 카버 (40)의 내측면으로부터 장착된 인장스프링(53)으로 탄력지지됨과 동시에, 하측에서 카버의 내측면으로부터 일정간격을 두고 평행하게 설치된 1쌍의 걸림봉(54) 사이에서 작동되는 스토퍼(55)가 돌출형성되고, 스토퍼의 인접 위치에 블레이드날이 회전시 타고 넘어가는 선단을 향해 하향 경사지는 경사면(56)이 형성되고, 경사면(56)과 이웃하여 블레이드날의 역회전을 방지하는 역회전 방지턱(57)과 이에 연장되는 수직면(58)을 형성하는 걸림쇠(50)로 구성되어 있다.

상기와 같은 걸림쇠(50)는 와이퍼가 유리면의 하측에서 상측으로 작동할 때, 블레이드날이 역회전 방지턱(57)에 걸려 지지되면서 회전되지 않게 하여 유리면에 접촉하고 있는 이웃 블레이드날이 마찰력을 받아 유리면을 닦아주게 하는 기능을 하며, 반대로 와이퍼가 상측에서 하측으로 운동방향을 바꿀 때, 블레이드날이 회전력을 받아 역회전 방지턱(57)에 지지되고 있던 블레이드날(33)은 유리면으로 이동하고, 그 다음의 새 블레이드날이 경사면(56)을 타고 인장스프링(53)이 걸림쇠(50)를 인장시키면서 넘어오게 하는 기능을 갖는다.

전자식 스토퍼의 형태는 도9에서 도시하는 바와 같이, 카버(40)의 내측면 일측 소정위치에 중공부를 갖는 몸체(62)를 장착하고, 그 몸체(62)의 중공부에 스프링(63)을 내장하며, 그 스프링(63)의 외측 선단에 미끄럼봉(64)을 장착하여 몸체 (62)의 중공부로부터 출몰가능하게 탄지시키되, 그 미끄럼봉(64)의 일단은 선단을향해 하향 경사지는 경사면(65)으로 형성되어 블레이드날이 시계반대방향 회전시에는 타고 넘어가도록 하면서 일단 넘어간 블레이드날의 시계방향 회전을 방지시키는 역회전방지 스토퍼(61)와;

상기 미끄럼봉(64)의 하부에 설치되어 블레이드날의 밀착여부를 감지하여 전자석 구동장치로 신호를 보내는 접점스위치(66)와;

상기 역회전방지 스토퍼(61)로부터 하측으로 일정간격 이격되어 카버(40)의 내측면에 장착되며 상기 접점스위치(66)로부터 신호를 받는 전자석 구동장치의 제어에 의해 그 일단부에 설치된 걸림봉(68)이 전후로 출몰하면서 시계반대방향으로 회전하는 블레이드날이 연속 회전하는 것을 방지하는 솔레노이드 스토퍼(67);로 구성되어 있다.

상기 역회전방지 스토퍼(61)는 와이퍼가 유리면의 하측에서 상측으로 작동할 때, 블레이드날이 미끄럼봉(64)의 그 하측 내면에 설치된 접점스위치(66)에 접촉되면서 회전되지 않게 하여 유리면에 접촉하고 있는 이웃 블레이드날이 마찰력을 받아 유리면을 닦아주게 하는 기능을 하며, 반대로 와이퍼가 상측에서 하측으로 운동방향을 바꿀 때, 블레이드날(33)이 회전력을 받아 경사면(65)을 타고 미끄럼봉(64)을 압박하면서 넘어오게 하는 기능을 갖는다.

한편, 솔레노이드 스토퍼(67)는 카버상에 장착되는 몸체와, 그 몸체의 내측으로 출몰하는 걸림봉(68)으로 구성되어, 역회전방지 스토퍼(61)를 타고 넘어온 블레이드날(33)이 더 이상 회전되지 않도록 솔레노이드 콘트롤러(차량의 보닛의 내부에 설치됨)에 의하여 제어되면서, 블레이드날을 단계별로 교체하도록 제어하는 기능을 하게 된다.

도10에서 도시하는 바와 같이, 세정수단(70)은 상기 일방향 회전제어수단이 설치된 반대쪽의 카버(40)의 내측면에 설치되는 부재로서, 일측면에 일정간격으로 세정액이 배출되는 구멍(72)들이 형성되면서 길이방향을 따라 연장되어 형성되는 세정용기(71)와, 이 세정용기의 구멍들을 관통하여 세정액이 침적되는 블레이드날 닦음대(73)로 구성되어, 이물질이 부착된 블레이드날이 회전될 시 블레이드날의 선단부가 블레이드날 닦음대(73)에 접촉되면서 닦여짐으로써 이물질을 제거하여 블레이드날을 항상 깨끗한 상태로 유지하면서 유리면을 닦아줄 수 있게 한다.

한편, 블레이드날 닦음대(73)의 단부는 블레이드날이 회전하면서 접촉하는 부분에 저항을 최소로 하면서 블레이드날이 회전하는데 방해가 되지 않도 블레이드날이 타고 넘어가는 쪽으로 경사를 가지며, 그 재질은 액체를 침적하는 스펀지, 천 및 브러쉬 등의 탄성재질로 제작된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 블레이드날 닦음대에 유리창 세정제나 왁스 등이 침적되게 세정용기내에 미리 세정액을 주입구를 통하여 주입하거나, 와셔액 분사장치를 이용하여 지속적으로 세정용기내에 세정액을 공급할 수도 있다.

즉, 유리면에 와셔액이 분사되도록 하는 기존의 와셔액 분사장치를 이용하여 상기 세정용기(71)의 일단부에 와셔액이 공급되는 주입관(74)이 일측의 홀더캡(20)을 관통하여 연결되고, 상기 주입관(74)은 유리면에 와셔액이 공급되는 와셔액 공급호스와 연결되도록 함으로써, 와셔액 분사시 세정액이 세정용기(71) 내로 공급되게 할 수 있다.

상기와 같은 세정수단(70)은 기계식 스토퍼와, 전자식 스토퍼의 실시예에 모두 적용될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동원리에 대하여 도11a 내지 도11d를 참고로 하여 설명한다.

도11a에서 도시하는 바와 같이, 유리면의 하측에 설치되어 있는 와이퍼의 회전지지축(미도시)을 중심으로 유리면에 접촉되어 선회작동하는 와이퍼의 위치를 X위치와 Y위치로 구분하여 설명한다.

상기에서, X위치는 유리창의 하단에서 와이퍼가 대략 수평으로 놓여 있는 위치로서, 와이퍼가 정지한 상태의 위치이며, Y위치는 유리창의 상단 부분에 수직으로 놓여지는 위치로서, 와이퍼가 유리면에서 선회 동작할 때 가장 많이 회전되어 X위치 방향으로 다시 회전운동의 방향을 바꾸는 위치로서, 이 위치에서 와이퍼의 방향이 변경될 때, 이물질을 쓸고 올라간 사용되어진 블레이드날을 새로운 블레이드날로 바꾸어 주게 된다.

본 발명에 의한 블레이드는 여러 개의 블레이드날을 갖고 있고 이러한 날들이 순차적으로 유리면에 접촉하여 유리창의 물과 이물질들을 쓸어주게 되는데, 날이 순차적으로 바뀌는 위치를 위에서 설명한 것과 같이 블레이드날과 물의 접착력이 중력의 방향과 일치하여 문제를 좀더 심하게 야기시키는 Y위치에서 블레이드날을 바꾸어 줌으로 인하여 물을 끌고 올라간 블레이드날과 다시 유리면을 닦아주는블레이드날이 다르게 되어 있다.

와이퍼의 운동방향이 B방향으로 전환되어 유리면을 닦아주는 다음번 블레이드날이 유리면에 닿는 위치가 물을 끌고 올라간 블레이드날이 들리는 위치 안쪽에 있어서 끌고 올라간 물이 없는 공간에서 새로 닦기 시작하게 되므로 블레이드날과 물과의 접착력에 의해 끌고 올라간 물을 다시 유리면에 부착시키는 문제점을 해결할 수 있다.

물론, 이와 같은 현상이 유리창의 하단 X위치에서 전혀 없다고 할 수 없으므로 블레이드날을 위에서도 바꾸어 주고, 또 밑에서도 바꾸어 주는 방식으로 하여도 무방하다.

한편, 도11b에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼 블레이드가 회전하게 되는 근본 힘은 와이퍼를 왕복운동시키는 와이퍼 모터의 힘이며, 와이퍼의 직선운동을 시키는 회전지지축과 와이퍼 블레이드날과 유리면과의 마찰력이 작용하는 곳이 다르기 때문에, 블레이드는 회전운동을 하게 된다.

이때, 블레이드의 회전축은 유리면(G)으로부터 h₀만큼 떨어진 지점에 위치하게 되므로, 유리면(G)에 접촉하고 블레이드날은 와이퍼의 운동방향과 반대방향으로 작용하는 마찰력에 의한 짝힘이 작용하게 되므로 블레이드날은 유리면에서 마찰되면서 회전력을 받게 된다.

한편, 와이퍼가 Y위치에 도달하면 와이퍼가 B방향으로 운동방향이 바뀌게 되는데, 이때 블레이드의 회전축은 블레이드날이 유리면에 닿아서 마찰력을 만드는 위치보다 위에 있으므로 이번에는 반대방향으로의 회전력을 만든다.

따라서, 와이퍼와 블레이드는 회전축을 중심으로 서로 반대방향으로 회전하려고 하는 짝힘에 의한 회전작동을 하게 되는데, 와이퍼가 X위치에서 Y위치로 상승하는 A방향으로 선회작동시 유리면에 접촉되어 있는 블레이드날은 시계방향으로 회전을 하려고 하고, 와이퍼가 Y위치에서 X위치로 하강하는 B방향으로 선회작동시 유리면에 접촉되어 있는 블레이드날은 반시계방향으로 회전을 하려고 한다.

이러한 회전력은 와이퍼가 X위치에서 Y위치로 A방향으로 운동시에는 블레이드날은 일방향 회전제어수단의 잠금작용에 의하여 상쇄되어 블레이드날이 돌아가지 않게 되고 유리면에 밀착되어 마찰력을 받으면서 물을 쓸고 올라가는 동작을 하게 된다.

이와 반대로, 와이퍼가 Y위치에서 X위치로 B방향으로 하강하는 선회작동시 블레이드날이 회전을 하여 일방향 회전제어수단을 타고 넘어 그 다음 번의 새 블레이드날로 바꿔준 상태에서 유리면의 물을 쓸고 내려오는 작동을 하게 된다.

다시 와이퍼가 X위치에서 Y위치로 A방향으로 상승할 때에는 바로 직전에 쓸고 내려온 그 블레이드날이 일방향 회전제어수단에 의하여 회전이 되지 않고 고정 밀착된 상태에서 X위치에서 Y위치로 물을 쓸고 올라가게 된다.

도11b에서 우측에 도시되는 도면은 와이퍼가 A방향에서 B방향으로 전환되어 블레이드날이 회전력을 받아 새로운 블레이드날로 바뀌는 과정을 나타내는 것으로,B방향으로 회전시 c번 블레이드날과 d번 블레이드날이 유리면에 밀착되고, 와이퍼는 Δh만큼 전체적으로 유리면 쪽으로 하강된 초기의 상태로서, c번 블레이드날이 들리는 위치와 d번 블레이드날이 유리면에 닿는 위치가 L 만큼 이격되어 있다.

이는 c번 블레이드날이 쓸고 올라간 물을 놓는 위치와 d번 블레이드날이 닿는 위치가 상이함을 보여 주는 것으로, c번 블레이드날은 사용되어진 날이고, d번 블레이드날은 사용되지 않은 새 날로서, d번 블레이드날은 c번 블레이드날이 쓸고 올라간 물에 의한 영향을 제거할 수 있게 된다.

이러한 과정에서 c번 블레이드날이 유리면에 접촉되어 마찰력을 받아 회전하여 d번 블레이드날과 함께 유리면에 닿는 과정에서 와이퍼의 회전지지축이 약간 유리면 쪽으로 내려갔다가 다시 올라오게 되는데, 이러한 과정은 블레이드날과 유리면과의 마찰력과 회전력에 의해서 가능하게 된다.

또한 카버(40)의 단부는 유리면으로부터 일정간격 떨어져 있어서 c번 블레이드날과 d번 블레이드날이 동시에 유리면에 접촉하는 순간, 즉 회전지지축이 약간 유리면 쪽으로 내려오는 경우에도 카버(40)의 단부가 유리면(G)에 닫지 않도록 함으로써 유리면이 접촉되지 않아 긁히지 않도록 된다.

한편, 마찰력이 부족하여 블레이드날이 회전되지 않는 문제가 발생하지 않도록 블레이드날의 재질 및 그 두께가 적절한 연질의 고무제를 사용하도록 하거나 또는 블레이드의 회전축의 측방에서 별도로 연결되어 작은 스테핑 모터를 장착함으로써 강제로 정해진 각도만큼 회전시키는 방법도 가능함을 밝혀 둔다.

도11c는 블레이드날이 회전되어 새로운 블레이드날로 바꿔주는 것을 나타내는 도면으로서, 와이퍼가 A방향으로 회전하여 X위치에서 Y위치로 올라가는 경우에는 c번 블레이드날은 일방향 회전제어수단에 의하여 회전되지 않게 되므로 Y위치까지 유리면에서 물을 밀고 간다.

이후, Y위치에서 와이퍼의 운동방향이 B방향으로 전환되면 블레이드날이 회전하게 되어 c번 블레이드날이 약간 들리게 됨과 동시에 d번 블레이드날이 유리면 (G)에 접촉하게 되고, 계속 블레이드날에 회전력을 주게 됨에 따라 c번 블레이드날은 완전히 들려지게 되고 d번 블레이드날이 유리면에 접촉하게 된다.

이때, 유리면에 접촉된 새 날, 즉 d번 블레이드날이 일방향 회전제어수단에 의하여 d번 블레이드날이 더이상 회전되지 않게 되어 유리면과의 마찰력으로 유리면을 닦으면서 Y위치에서 X위치까지 d번 블레이드날이 물을 쓸고 내려가게 된다.

도11d는 와이퍼의 진행방향 및 그 위치와, 블레이드날이 일방향 회전제어수단과 유리면에서 지지되어 작용하는 관계를 종합적으로 나타내는 도면이다.

도11d에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼가 작동시 최초 X위치에서 Y위치로 A방향으로 올라갈 때는 유리면에서 작동하는 블레이드날은 c번 블레이드날로서, 첫번째 작동하는 블레이드날은 쓸고 올라가는 1번의 작동만 하게 되며, 그 이후 와이퍼의 작동방향이 상부 Y위치에서 하측 X위치로 B방향으로 바뀔 시, 그 다음의 2번째 d번 블레이드날로 바뀌어서 쓸고 내려가게 되며, 다시 X위치에서 Y위치로 A방향으로 올라갈 때는 이 2번째의 d번 블레이드날로 다시 쓸고 올라오는 작동을 하게 된다.

즉, 와이퍼가 Y위치에서 X위치로 A방향으로 바뀌는 때에 블레이드날이 그 다음 번의 새 블레이드날로 바뀌어서 작동을 하게 되는데, 이는 X위치에서 Y위치로 물을 쓸고 올라온 그 이전의 블레이드날이 쓸고 지나면서 유리면에 부착되어 잔존하고 있는 물을 닦아줌으로써 유리면에 물의 부착량을 적게 하고 더 선명하게 유리면을 닦아주게 하기 위해서이다.

상기와 같이, 와이퍼를 작동하는 시점에서의 날은 유리면에서 1과정 사용하게 되고 그이후에 와이퍼의 동작이 정지될 때까지는 순차적으로 날이 교환되면서 교환되어진 날은 유리면에서 2과정을 사용하게 된다.

결과적으로, 본 발명은 유리면의 위쪽으로 올라갈 때는 블레이드가 회전되지 않고 물을 닦고 올라가고, 내려올 때는 그 다음 번의 블레이드날이 1개만 회전되도록 하여 바뀐 다음, 바뀌어진 그 블레이드날이 물을 닦고 내려가고, 다시 올라갈 때는 그 블레이드날이 유리면을 닦으며 올라가고, 다시 내려올 때는 그 다음의 블레이드날로 바뀌어서 유리면을 닦아주도록 하는 과정을 반복하여 여러 개의 블레이드날이 교대로 사용될 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 작동원리에 따라 유리면을 닦아주는 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일실시예로서, 도8에서 도시하는 바와 같이 카버(40)의 내측면 일측 중앙에 장착되는 브래킷(51)에 지지축(52)으로 축지되면서, 카버(40)의 내측면에 장착된 인장스프링(53)으로 탄력지지됨과 동시에, 하측에서 일정간격을 두고 평행하게 설치된 1쌍의 걸림봉(54) 사이에서 작동되는 스토퍼(55)와, 돌출형성되고, 스토퍼의 인접 위치에 하향 경사진 경사면(56)과 블레이드날의 역회전을 방지하는 역회전 방지턱(57)을 형성하는 걸림쇠(50)로 구성되는 기계식 스토퍼는 도12a 내지 도12d에서 도시하는 바와 같이 단계별로 작동을 하게 된다.

도12a에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼의 작동방향이 A방향(실선 화살표방향)으로 진행하게 되면 블레이드(30)는 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하게 되어 d번 블레이드날이 걸림쇠(50)의 역회전 방지턱(57)에 지지되면서 유리면에 밀착된 c번 블레이드날이 유리면과 마찰력을 받아 유리면을 닦아주면서 올라가게 된다.

왜냐하면 c번 블레이드날이 시계방향으로 회전하려면 d번날이 역회전 방지턱 (57)을 위로 밀게 되고, 이와 동시에 걸림쇠(50)의 하측에 장착된 스토퍼(55)가 1쌍의 걸림봉(54) 사이에서 상측의 걸림봉에 접촉되어 걸림쇠(50)를 밀게 되나, 이때 걸림쇠(50)의 몸체는 카버(40)에 고정되어 그 힘을 받쳐주기 때문에 더 이상 밀리지 않게 되므로 블레이드는 회전할 수 없게 된다.

이후 도12b에서 도시하는 바와 같이, 최대로 올라간 상태에서 와이퍼의 작동방향이 바뀌어 B방향으로 진행하게 될 때, 유리면(G)에 밀착되어 사용되어진 c번블레이드날은 시계반대방향으로 회전하게 되면서 세정수단(70)의 블레이드날 닦음대(73)에 닦여져서 부착되어 있던 이물질을 제거하면서 회전함과 동시에, a번 블레이드날이 걸림쇠(50)의 경사면(56)을 타고 넘어오게 되며, 이때 걸림쇠(50)가 카버 (40)에 고정된 브래킷(51)에 지지축(52)으로 축지되어 이 지지축(51)을 중심으로 걸림쇠(50)가 시계방향으로 회전을 하게 됨에 따라 인장스프링(53)이 신장되어진다.

이와 같이, 걸림쇠(50)가 회전하게 되면 도12c에서 도시하는 바와 같이, a번 블레이드날이 경사면(56)의 단부에서 넘어가기 직전에 인장스프링(53)이 장착된 걸림쇠(50)의 단부가 b번 블레이드날의 내측으로 들어오게 되고, 걸림쇠(50)의 스토퍼(55)는 카버의 내측면으로부터 지지되어진 하측의 걸림봉(54)으로 접근하게 된다.

이때, a번 블레이드날이 경사면(56)을 지나서 계속 반시계 방향으로 회전하려고 하나 b번 블레이드날이 걸림쇠(50)의 상단부를 접촉하여 밀고 있기 때문에 인장스프링(53)의 힘이 작용하여도 걸림쇠(50)는 계속 도12c와 같은 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 상태에서 와이퍼는 X위치까지 이동하게 된다.

이후, 도12d에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼의 운동방향이 바뀌어 X위치에서 Y위치로 이동시는 블레이드(30)가 시계방향으로 회전하려 하게 되고, 이때 걸림쇠(50)의 상단부를 접촉하여 밀고 있었던 b번 블레이드날이 시계방향으로 회전하려고 하기 때문에 걸림쇠(50)의 상단부로부터 떨어져서 걸림쇠(50)를 풀어주게 되고, 이와 동시에 인장스프링(53)이 원위치로 복귀하는 복원력에 의하여 걸림쇠(50)는 원래 위치로 빠르게 복귀하게 된다.

여기서, a번 블레이드날이 시계방향으로 회전하려고 하는 순간에 걸림쇠(50)가 원위치로 복귀할 수 있도록 역회전 방지턱(57)과 블레이드날 사이에는 약간의 간격이 존재하여야 한다.

이때, a번 블레이드날은 걸림쇠(50)의 역회전 방지턱(57)에 걸려서 지지됨으로써 a번 블레이드날은 시계방향으로의 회전을 중단하게 되고, 유리면에는 새로운 날, d번 블레이드날로 바뀐 상태에서 Y위치까지 와이퍼가 A방향으로 이동하면서 유리면(G)에서 밀착되어 A방향으로 물을 쓸고 올라가게 된다.

상기와 같이, 기계식 스토퍼 형태의 걸림쇠(50)의 구성에 의하여 블레이드날의 회전을 통제하는 방안은 전혀 다른 동력을 쓰지 않고 와이퍼 구동모터의 힘으로 모든 것을 할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 다른 실시예로서 도9에서 도시하는 바와 같이, 카버(40)의 내측면 일측 소정위치에 중공부를 갖는 몸체(62)가 장착되고, 그 몸체(62)의 중공부에 내장되어진 스프링(63)과, 그 스프링(63)의 외측 선단에 출몰가능하게 장착되는 미끄럼봉(64)과, 미끄럼봉의 단부로 하향 경사진 경사면(65)으로 구성되는 역회전방지 스토퍼(61)와; 상기 미끄럼봉(64)의 하부에 설치되어 블레이드날의 밀착여부를 감지하여 전자석 구동장치로 신호를 보내는 접점스위치(66)와; 상기 역회전방지 스토퍼(61)로부터 하측으로 일정간격 이격되어 걸림봉(68)이 전후로 출몰되도록 장착된 솔레노이드 스토퍼(67)로 구성되는 전자식 스토퍼는 도13a 내지 도13e에서 도시하는 바와 같이 단계별로 작동을 하게 된다.

도13a에서 도시하는 바와 같이, 와이퍼가 A방향으로 작동시 d번 블레이드날이 역회전방지 스토퍼(61)의 미끄럼봉(64)과 미끄럼봉(64)의 하측에 설치된 접점스위치(66)를 누른 상태에서 유리면에 밀착된 c번 블레이드날이 유리면을 닦으면서 올라가게 된다.

이후, 와이퍼의 운동방향이 B방향으로 바뀌어 도13b에서 도시하는 바와 같이, d번 블레이드날이 접점스위치(66)에서 떨어짐과 동시에 이를 감지하여 신호를 보내 전자석 구동장치의 솔레노이드 콘트롤러 회로의 릴레이가 on되어 동작하게 되고, 솔레노이드 스토퍼(67)의 걸림봉(68)이 내측으로 들어가게 되어 d번 블레이드날이 솔레노이드 스토퍼(67)를 통과하게 된다.

이후, 도13c에서 도시하는 바와 같이, d번 블레이드날이 솔레노이드 스토퍼 (67)를 통과하게 되면, a번 블레이드날은 회전하게 되어 미끄럼봉(64)의 경사면 (65)을 누르고 있는 상태이며, 이어서 콘트롤러 회로의 릴레이가 off되어 솔레노이드 스토퍼(67)의 걸림봉(68)이 다음번의 블레이드날(a번)이 연속적으로 지나가지못하도록 1개의 블레이드날(d번)이 지나간 다음에는 전자석 구동회로가 솔레노이드 스토퍼(67)에 가는 전원을 차단하여 전자석스토퍼의 전자석의 힘을 제거하여 걸림봉(68)이 신속하게 튀어나와 다음번의 블레이드날(a번)이 또 지나가는 것을 방지하게 된다.

이때, 유리면을 닦은 (사용되어진) c번 블레이드날은 세정수단(70)의 블레이드날 닦음대(73)에 닦여져서 회전됨과 동시에 d번 블레이드날이 유리면(G)에 닿게 된다.

도13d에서 도시하는 바와 같이, a번 블레이드날이 경사면(65)을 타고 넘어와서 역회전방지 스토퍼(61)와 솔레노이드 스토퍼(67) 사이에 끼어지게 되고, 이와 동시에 d번 블레이드날은 유리면(G)에 접촉하게 된다.

이후, 도13e에서 도시하는 바와 같이, 경사면(65)을 타고 넘어온 a번 블레이드날이 계속 회전되어 솔레노이드 스토퍼(67)의 걸림봉(68)을 누르면서 걸리게 된다. 계속하여 B방향으로 작동하는 와이퍼의 작동에 의하여 이물질이 부착되지 않은 새 날인 d번 블레이드날이 유리면(G)에 밀착되어 마찰력으로 유리면의 물을 X위치까지 쓸어 내리면서 작동한다.

이후, 계속하여 와이퍼가 X위치에서 다시 Y위치로 A방향이 전환하게 되면, 유리면을 쓸고 내려온 d번 블레이드날이 시계방향으로 약간 회전되어 들리게 됨과동시에 솔레노이드 스토퍼(67)의 걸림봉을 누르고 있는 a번 블레이드날이 역회전방지 스토퍼(61)의 접점스위치에 접점된 상태에서 Y위치까지 한번 더 d번 블레이드날이 유리면을 닦아주게 된다.

상기에서 블레이드날이 반시계 방향으로 계속하여 회전을 하려고 하는 작동은 솔레노이드 스토퍼(67)의 걸림봉(68)에 걸려 차단시켜 주며, 시계방향으로 회전을 하게 되는 것은 역회전방지 스토퍼(61)의 미끄럼봉(64)에 걸려 차단시켜 주게 된다.

이와 같이, 블레이드날의 교환시기마다 상기와 같은 과정을 반복하면서 블레이드날이 순차적으로 바뀌어지는데, 날교환시기는 와이퍼의 운동방향이 유리면의 Y위치에서 X위치로 B방향으로 전환될 때인 것은 앞에서 설명한 것과 같다.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명은 자동차·기차·선박 또는 비행기 등의 운송수단의 유리를 닦아주는 와이퍼에 있어서 2개이상의 블레이드날을 기부로부터 돌출되어 등각도를 갖도록 구성한 후, 이 다수의 블레이드날을 순차적으로 돌려가며 사용하여 블레이드의 수명이 길어지며, 여러 개의 블레이드날을 교대로 사용하기 때문에 블레이드의 상태가 쉽게 손상되지 않아 항상 깨끗한 블레이드날 상태를 유지하며, 이러한 블레이드를 사용하기 때문에 유리면에 손상을 주지 않고 결과적으로 깨끗한 유리면과 시야를 확보할 수 있다.

또한, 블레이드날이 순차적으로 돌아갈 때 블레이드날 옆에 블레이드날 닦음대를 설치하여 블레이드날이 돌아가는 동작에 의하여 블레이드날이 닦이도록 하여 블레이드날에 이물질이 붙어 있는 것을 제거하도록 하여 항상 깨끗한 블레이드날을 유지할 수 있다.

또한, 와이퍼가 동작하면서 운동방향을 바꿀 때 블레이드날이 교체되도록 기계식 스토퍼 또는 전자식 스토퍼의 장치 등을 사용하여 블레이드날과 물과의 부착력에 의하여 쓸어내었던 물이 다시 시야를 필요로 하는 유리면에 도포되는 것을 방지할 수 있도록 하여 깨끗한 유리면을 확보할 수 있다.

또한, 블레이드날을 감싸도록 카버를 구비하여 이곳에 블레이드날 닦음대를 설치하여 블레이드날이 햇볕과 먼지 등으로부터 보호를 받을 수 있으며, 블레이드날 닦음대도 이러한 것들로부터 오염되는 것을 방지하여 항상 깨끗한 블레이드날을 유지할 수 있으며 결과적으로 깨끗한 유리면을 확보할 수 있다.

또한, 블레이드날 닦음대에 지속적으로 유리세정제나 왁스 등이 공급되도록 세정제 공급장치를 설치하여 와이퍼를 사용할 때 효과적으로 블레이드날이 닦이도록 하여 항상 깨끗한 블레이드날을 유지할 수 있도록 한 것이다.

Claims (9)

1. 운송수단에서 와이퍼 모터의 구동에 의해 와이퍼 지지축을 중심으로 와이퍼 지지대에 장착된 블레이드가 유리면에 밀착되어 일정반경을 따라 상하 선회 작동하면서 그 유리면을 닦아주는 와이퍼에 있어서,

   상기 와이퍼 지지대(12)의 양단부에 각각 걸림턱(21)과 수용홈(22)을 내측면에 형성한 홀더캡(20)을 일체로 결합하고,

   상기 양측 홀더캡 사이에서 길이방향을 따라 연장되는 원형 몸체의 기부(31)와, 이 기부의 양단부에 형성되는 회전축(32)과, 기부의 길이방향을 따라 기부의 표면으로부터 일정한 돌출길이를 갖는 블레이드날(33)이 적어도 2개이상 등각도로 구비된 블레이드(30)를 일체로 결합하여 유리면에 밀착시키고,

   상기 블레이드(30)를 감싸면서 하측이 개방되는 카버(40)를 블레이드날로부터 소정간격 이격되게 홀더캡(20)에 일체로 장착시켜 지지되게 하고,

   와이퍼의 왕복작동시 와이퍼의 운동방향과 반대방향으로 회전하려는 블레이드날이 카버(40)의 내측면 소정위치에 장착된 일방향 회전제어수단의 제어에 의해 일방향으로는 회전되지 않아 유리면에 밀착된 블레이드날이 유리면을 닦아주고, 타방향으로는 회전되어 다음번의 새 블레이드날로 바뀌어 순차적으로 교환하면서 유리면을 닦아주도록 한 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 홀더캡(20)과 블레이드(30)의 연결구조는 홀더캡의 수용홈(22)에 블레이드의 양단부에 형성된 회전축(32)이 끼워져서 회전 가능하게 결합되고, 상기 홀더캡(20)의 걸림턱(21)에 블레이드(30)의 회전축의 후면이 걸려지는 구조로 이루어져서, 블레이드(30)가 장력을 받으면서 곡면상의 유리면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40)는 상기 블레이드(30)의 길이방향을 따라 전체적으로 감싸는 하나의 몸체 구조로 형성되어 그 몸체의 양측 단부가 상기 홀더캡(20)의 양측에 각각 연결되어 지지되는 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 홀더캡(20)에 장착되는 카버(40)는 상기 블레이드(30)의 양측 단부측의 일정부분만 감싸는 2개의 몸체 구조로 분리 형성되어 그 몸체들의 일단부가 상기 홀더캡(20)에 각각 연결되어 지지되는 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 일방향 회전제어수단은, 카버(40)의 내측면 일측 중앙에 장착되는 브래킷(51)에 지지축(52)으로 축지되면서, 그 상측에서 카버(40)의 내측면으로부터 장착된 인장스프링(53)으로 탄력지지됨과 동시에, 하측에서 카버의 내측면으로부터 일정간격을 두고 평행하게 설치된 1쌍의 걸림봉(54) 사이에서 작동되는 스토퍼(55)가 돌출형성되고, 스토퍼의 인접위치에 블레이드날이 회전시 타고넘어가는 선단을 향해 하향 경사지는 경사면(56)이 형성되고, 경사면(56)과 이웃하여 블레이드날의 역회전을 방지하는 역회전 방지턱(57)을 형성하는 걸림쇠(50)로 구성되어서,

   블레이드(30)가 시계방향으로 회전시 블레이드날이 걸림쇠(50)의 역회전 방지턱(57)에 걸린 상태에서 유리면을 닦아주고, 시계반대방향으로 회전시 블레이드날이 걸림쇠(50)의 경사면(56)을 타고 넘어가서 다음번째의 날로 바뀌도록 하는 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 일방향 회전제어수단은, 카버(40)의 내측면 일측 소정위치에 중공부를 갖는 몸체(62)를 장착하고, 그 몸체(62)의 중공부에 스프링(63)을 내장하며, 그 스프링(63)의 외측 선단에 미끄럼봉(64)을 장착하여 몸체(62)의 중공부로부터 출몰가능하게 탄지시키되, 그 미끄럼봉(64)의 일단은 선단을 향해 하향 경사지는 경사면(65)으로 형성되어 블레이드날이 시계반대방향 회전시에는 타고 넘어가도록 하면서 일단 넘어간 블레이드날의 시계방향 회전을 방지시키는 역회전방지 스토퍼(61)와;

   상기 미끄럼봉(64)의 하부에 설치되어 블레이드날의 밀착여부를 감지하여 전자석 구동장치로 신호를 보내는 접점스위치(66)와;

   상기 역회전방지 스토퍼(61)로부터 하측으로 일정간격 이격되어 카버(40)의 내측면에 장착되며 상기 접점스위치(66)로부터 신호를 받는 전자석 구동장치의 제어에 의해 그 일단부에 설치된 걸림봉(68)이 전후로 출몰하면서 시계반대방향으로회전하는 블레이드날이 연속 회전하는 것을 방지하는 솔레노이드 스토퍼(67);로 구성되어서,

   블레이드(30)가 시계방향으로 회전시 역회전방지 스토퍼(61)와 솔레노이드 스토퍼(60b)사이에 걸려 있는 블레이드날이 역회전방지 스토퍼(61)의 접점스위치 (66)에 접점된 상태에서 이웃하는 블레이드날이 유리면을 닦아주고,

   시계반대방향으로 회전시 전자석 구동장치의 제어에 의해 솔레노이드 스토퍼 (67)의 걸림봉(68)이 후진되어 걸려있던 블레이드날이 회전되면서, 이전 블레이드날이 역회전방지 스토퍼(61)의 경사면(65)을 타고 넘어와서 역회전방지 스토퍼(61)와 솔레노이드 스토퍼(67)사이에 걸리게 됨으로써 다음번째의 날로 바뀌어 유리면을 닦아주게 함을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
7. 제1항·제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 유리면(G)을 닦아준 블레이드날이 다음번째의 블레이드날로 바뀌는 시기는 와이퍼의 운동방향이 상측으로 작동된 후, 하측으로 바뀌는 순간에 이루어지는 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 일방향 회전제어수단이 설치된 반대쪽의 카버(40)의 내측면에 구멍(72)들이 측면에 일정간격으로 형성되면서 그 내부에 세정액을 담아두는 세정용기(71)와, 세정용기의 구멍을 관통하여 세정액이 침적되는 블레이드날 닦음대(73)로 구성되는 세정수단(70)을 설치하여, 이물질이 부착되어 회전되는 블레이드날의 선단부가 블레이드날 닦음대(73)에 닦여서 이물질을 제거하도록 한 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 세정용기(71)의 일단부에 와셔액이 공급되는 주입관 (74)이 일측의 홀더캡(20)을 관통하여 연결되고, 상기 주입관(74)은 유리면에 와셔액이 공급되는 와셔액 공급호스와 연결되어서, 와셔액 분사시 세정액이 세정용기 (71) 내로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 블레이드날이 회전되는 와이퍼 장치.