KR20060052678A - 와이퍼 장치 - Google Patents

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KR20060052678A
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KR1020057021934A
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아놀드 에발트
미카엘 바일러
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 와이퍼 아암(12a, 12b) 및 적어도 하나의 운전 변수(β), 특히 이 와이퍼 아암(12a, 12b)의 운전 위치에 따라 와이퍼 아암(12a, 12b)에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드(10a, 10b)의 위치(α)를 제어하기 위한 제어 장치(18a, 18b)를 갖는 특히 차량용 와이퍼 장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 와이퍼 아암(12a, 12b)이 접착력을 발생시키기 위해 관절부 없이 실현되는 자유도(γ)를 갖는 것이 제안된다.

Description

와이퍼 장치{WIPER DEVICE}
본 발명은 청구항 1의 상위 개념에 따른 와이퍼 장치에 관한 것이다.
DE 100 10 393 A1에는 와이퍼 아암 및 제어 장치에 고정된 와이퍼 블레이드를 갖는 제어 장치가 공지되어 있다. 이 문헌에서는 와이퍼 아암을 제어 장치를 형성하는 기어 부재와 결합된 평행 로커(rocker)로서 형성하는 것을 제안한다. 제어 장치를 통해 와이퍼 아암의 운전 위치에 따라 와이퍼 아암에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드의 위치가 제어되는데, 더욱 상세하게는 와이핑 동작 중에 와이퍼 블레이드에 의해 와이핑된 면적이 가능한 한 거의 직사각형에 근접하는 방식으로 제어된다.
본 발명은, 와이퍼 아암 및 적어도 하나의 운전 변수, 특히 이 와이퍼 아암의 운전 위치에 따라 와이퍼 아암에 대한 와이퍼 블레이드의 상대적 위치를 제어하기 위한 제어 장치를 갖는, 특히 차량용 와이퍼 장치에 관한 것이다. 이런 맥락에서 운전 위치란 와이퍼 장치가 조립된 상태에서 발생할 수 있는 모든 운전으로 이해되어야 한다.
본 발명에서는 와이퍼 아암이 접착력을 발생시키기 위해 관절부 없이 실현된 자유도를 갖는 것이 제안된다. 이로서 접착력을 발생시키기 위한, 무관절식으로 실현된 자유도 및 제어 장치를 가지며, 바람직한 공기 역학적 특성을 갖는 평평하고 좁은 구조의 와이퍼 장치가 달성될 수 있다. 특히 차량용 윈드실드에 사용할 경우 제어 장치에 의한 차량 운전자의 시야 침해 및 비제어식 와이퍼 장치에 비해 제어 장치에 의해 증가된 바람 저항을 적어도 상당부분 감소시킬 수 있다.
이런 맥락에서 관절부 없이 실현된 자유도란, 재료로 실시되는 회전축 없이 동작이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 재료 변형, 특히 탄성 변형으로 인해 와이퍼 로드 또는 와이퍼 로드의 일부구간과 고정부 사이에서 상대적 동작을 가능하게 하는 부품은 이런 맥락에서 관절부로 간주되지 않아야 하며 예를 들어 박막형 힌지부, 탄성 부품, 판스프링, 탄성 와이퍼 로드 등과 같은 보호부에 함께 포함되어야 한다.
또한 제어 장치가 와이퍼 아암과는 구별되는 차체 측의 기계적 결합부를 갖는 것이 제안된다. 바람직하게도 이렇게 함으로써 차체와 강직성으로 결합된 부품, 특히 차량 윈드실드에 대해 상대적인 와이퍼 아암의 운전 위치가 기계적으로 감지되며 와이퍼 블레이드의 위치를 제어하기 위한 변수로서 활용하는 것이 가능하다. 하지만 다른 예를 들어 전자기적 센서 장치 및/또는 제어 장치 및 예를 들어 구동 장치의 부품을 통한 와이퍼 아암의 운전 위치에 대한 간접적인 감지 장치도 생각할 수 있다.
본 발명의 한 형태에서는, 결합 부품이 제2 와이퍼 아암에 의해 형성되거나 또는 결합 부품이 와이퍼 아암의 주요 기능, 특히 접착력의 형성을 수행하는 것이 제안된다. 구동 기능 및 접착력 발생 기능은 양측 와이퍼 아암으로 분할될 수 있다. 또한 바람직하게도 인장력 및 압착력이 결합 부품을 통해 전달될 수 있다. 특히 제2 와이퍼 아암이 제1 와이퍼 아암과 동일한 구조일 경우, 생산 비용의 절감 및 용이한 조립이 달성된다.
제어 장치가 와이퍼 아암에 대해 상대적인 결합 부품의 위치에 따라서 와이퍼 아암에 대해 상대적으로 와이퍼 블레이드의 위치를 제어하는 경우, 설계적으로 용이하고 견고하게 이런 상대적 위치를 와이퍼 블레이드의 위치로 직접 전환할 수 있다. 바람직하게도 결합 부품은 센서 기능 및 제어 기능을 동시에 수행할 수 있다.
와이퍼 아암 및 결합 부품이 적어도 하나의 운전 위치 및 정면에서 관찰했을 때 적어도 와이퍼 아암의 일부 구간에서 상하로 나란히 배치될 경우, 와이퍼 아암 및 결합 부품의 낮은 구조로 인해 전체적으로 낮고 특히 좁은 와이퍼 장치가 달성될 수 있으며, 이런 와이퍼 장치는 차량에서 차량 운전자의 시야를 거의 제한하지 않는다.
또한 와이퍼 아암 및 결합 부품이 와이퍼 아암의 자유 단부에서 커플러를 통해 결합되고, 조립된 상태에서 와이퍼 블레이드가 거의 강직성으로 와이퍼 블레이드와 결합될 경우, 바람직하게도 직접적으로 작용하는 견고한 제어 장치가 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서는, 결합 부품이 적어도 하나의 벤딩부를 갖는 것이 제안된다. 여기에서 벤딩부란, 단지 인장력 만을 전달하는 부품으로 이해되어야 한다. 특히 이런 맥락에서 바우덴 와이어(Bowdenzug)와 같은 로프, 체인, 밴드 및 와이어가 사용되는 경우에는 벤딩성 부품으로서 간주되어야 한다. 벤딩성 부품은 전달되어야 하는 인장력의 방향에 대해 수직 방향으로 특히 작은 치수를 갖도록 설계될 수 있다. 바람직하게도 이로서 와이퍼 장치의 좁은 구조가 달성될 수 있으며, 제어 장치가 적어도 부분적으로나마 공간 절약적으로 와이퍼 아암에 통합되며 특히 차량에 사용할 경우에는 제어 장치로 인한 차량 운전자의 추가적인 시야 침해가 방지된다.
본 발명의 다른 형태에서는, 와이퍼 아암이 적어도 하나의 측면이 보강된 구간을 갖는 것이 제안된다. 바람직하게도 이렇게 함으로써 와이퍼 로드의 굽힘 강성이 그 종방향 확장부를 따라 변화하고 및/또는 낮은 생산 비용으로도 원하는 굽힘 강성이 달성될 수 있다. 적합한 측면 형태를 선택함으로써, 주행풍의 속도에 따라 접착력을 발생시키며 와이퍼 아암에 바람직한 공기 역학적 특성을 부여하는 스포일러로서 강직성 구간이 형성된다.
와이퍼 아암이 주로 탄성력에 의해 작동 구성에서, 와이퍼 블레이드의 탈부착이 가능한 제1 안정성 구성으로 전환될 수 있는 경우, 바람직하게도 와이퍼 블레이드의 용이한 교체 및 와이퍼 블레이드의 안정적 접은 위치에서 윈드실드의 청소가 가능하다.
이런 제1 안정성 구성은 와이퍼 아암에 쌍안정성 일부구간을 통합함으로써 설계적으로 용이하게 달성 가능하다.
또한 와이퍼 아암이 접착력의 조절을 위한 장치를 갖는 경우에는, 바람직하게도 제조 공차가 보상될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서는, 청구항 1에 따른 와이퍼 장치가 접착력 발생을 위한 적어도 하나의 판스프링 부재를 포함하는 와이퍼 아암을 갖는 것이 제안된다. 판스프링 부재를 갖는 관절부를 포함하는 와이퍼 아암은 매우 낮게 설계할 수 있으며 따라서 바람직하게도 와이퍼 블레이드의 위치를 위한 제어 장치와 조합하여 사용할 수 있다.
원칙적으로 본 발명에 따른 와이퍼 장치는 전문가들 사이에서 바람직한 것으로 간주되는 모든 와이퍼 장치에 적합하지만, 특히 싱글암 와이퍼 장치에 특히 적합하다.
다른 이점은 하기 도면 설명에서 기술된다. 도면에는 본 발명의 실시예가 도시된다. 도면, 설명 및 청구항은 조합된 복수의 특징을 포함한다.
전문가는 이런 특징을 그 목적에 맞게 개별적으로 구분하고 바람직한 다른 조합으로 결합시킨다.
도 1은 와이퍼 아암에 대한 와이퍼 블레이드의 상대적 위치를 제어하기 위한 제어 장치가 포함된 와이퍼 장치의 작동 방식에 대한 개략도이며,
도 2 및 도 3은 도 1의 와이퍼 장치에 대한 정면도 및 측면도이고,
도 4 및 도 5는 와이퍼 및 결합 부품의 구간이 포함된 도 1 내지 도 3에 따른 와이퍼 장치의 커플러에 대한 사시도 및 단면도이며,
도 6은 제2 고정부를 갖는 도 1 내지 도 5에 따른 와이퍼 장치의 부분도이 고,
도 7 및 도 8은 벤딩부를 포함하는 대안적 와이퍼 장치를 도시하며,
도 9 내지 도 11은 관절부 및 판스프링을 통해 실현된 자유도를 갖는 다른 대안적 와이퍼 장치를 위한 와이퍼 아암의 부분도이다.
도 1은 와이퍼 아암(wiper arm)(12a)의 운전 위치를 통해 형성되는 운전 변수(β)에 따라 와이퍼 아암(12a)에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드(wiper blade)(10a)의 각도에 따라 결정되는 위치(α)를 제어하기 위한 제어 장치(18a)를 구비한 차량 윈드실드(wind shield)(20a)용 싱글암 와이퍼 장치(single arm wiper device)의 작동 방식을 개략적으로 도시한다. 와이퍼 아암(12a)은 고정부(14a) 및 이 고정부와 관절부 없이 결합된 와이퍼 로드(wiper rod)(16a)를 포함한다. 와이퍼 로드(16a)는 판 스프링으로 형성되며, 따라서 와이퍼 아암(12a)이 접착력을 발생시키기 위해 관절부 없이 실현되는 자유도(γ)를 갖는다. 와이퍼 아암(12a)의 운전 변수(β)에 따라 와이퍼 아암(12a)에 대해 상대적으로 와이퍼 블레이드(10a)의 위치(α)가 변함에 따라서 와이퍼 블레이드(10a)가 상단 전환 위치(36a') 및 하단 전환 위치(36a)에서 윈드실드(20a)의 모서리(38a, 38a')에 대해 각각 평행하게 진행하며, 또한 동시에 일정한 위치(α)를 갖는 와이퍼 동작에 비해 윈드실드(20a)의 면적에 대한 와이핑된 면적(40a)의 비율이 증가된다.
와이퍼 장치는 와이퍼 아암(12a) 외에도 제2 와이퍼 아암에 의해 형성된 다른 기계적 결합부품(22a)을 갖는데, 이 결합부품은 고정부측 단부에 조립된 상태에 서 축(48a)을 통해 도면에 도시되지 않은 차체(auto body)와 선회 가능한 형태로 결합되며 와이퍼 아암(12a)과 거의 동일한 구조를 갖는다.
와이퍼 아암(12a)은 그 고정부측 단부에서 구동축(46a)에 고정되며 와이핑 동작 시 그 자유 단부에서 커플러(24a)를 통해 구동축에 연결된 결합부품(22a)을 함께 동작시킨다.
커플러(24a)는 결합부(42a) 및 와이퍼 블레이드(10a)가 고정될 수 있는 인터페이스(50a)를 갖는다. 결합부(42a)는 2개의 구멍을 포함하는 평평한 판으로 구성되며, 커플러(24a)는 이 2개의 구멍을 통해 합성수지 외피(56a)를 갖는 2개의 리벳(52a, 54a)을 통해 와이퍼 아암(12a) 및 결합부품(22a)과 결합된다(도 4 및 도 5). 리벳(52a, 54a)은 관절부를 형성하므로, 와이퍼 아암(12a) 및 결합부품(22a)이 커플러(24a)와 함께 거의 평행 크랭크(parallel crank)를 형성하며, 이 평행 크랭크는 와이퍼 아암(12a)에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드(10a)의 위치(α)를 제어하기 위한 제어 장치(18a)를 나타낸다. 결합부(42a)와 일체형으로 실시된 클립은 2개의 90°편향부를 통해 후크로 벤딩된다. 결합부(42a)와 평행하고 인터페이스(50a)를 형성하는 하단 클립 구간에 와이퍼 블레이드(10a)를 부착하거나 또는 나사로 고정하는 것이 가능하다.
와이퍼 아암(12a) 및 결합부품(22a)의 상대적 위치는 운전 변수(β), 즉 와이퍼 아암(12a)의 운전 위치에 따라 결정되며 와이퍼 동작 중에 변한다. 이때 와이퍼 아암(12a) 및 결합부품(22a)이 하단 전환위치(36a)에서 상하로 배치되며 정면에서 관찰했을 때 중첩된다(도 2). 상단 전환위치(36a')에서 와이퍼 아암(12a) 및 결 합부품(22a)이 그 종방향에서 거의 평행하게 진행한다. 이로서 와이퍼 아암(12a) 및 결합부품(22a)의 상대적 위치의 변화는 커플러(24a)의 위치, 이로서 와이퍼 아암(12a)에 대한 와이퍼 블레이드(10a)의 위치(α)의 변화로 직접 전환된다. 이런 전환의 기능적 형태는 부품(12a, 22a, 24a)의 길이 선택 및 구동축(46a) 및 축(48a)의 위치 선택을 통해 결정된다.
굽힘 강성(bending strength)의 증대를 위해 와이퍼 아암(12a)은 스포일러(34a)로서 형성된 측면 보강 구간(28a)을 갖는다. 주행풍은 스포일러(34a)의 상단면에서 과압을 발생시키며 하단면에서는 부압을 발생시킨다. 그 결과로서 나타나는 힘은 윈드실드(20a)에 전달되며 주행풍의 속도에 따라 결정되는 접착력을 발생시킨다.
와이퍼 아암(12a)은 융기부(60a)를 갖는 쌍안정적 부품 구간(58a)을 포함한다. 이로서 와이퍼 아암(12a)이 주로 탄성에 의해 아래와 같은 작동 구성을 가지며 관절부 없이 실현되는 자유도(γ)를 갖게된다. 융기부(60a)가 윈드실드(20a) 반대 방향으로 진행하며 윈드실드(20a) 방향으로 개방되고 융기부(60a)가 급격하게 전환되는 전환점을 거쳐 점선으로 도시된 접힘 위치(도 3)로 전환되고, 이 전환 위치에서 융기부(60a)가 윈드실드(20a) 대향 방향으로 진행하며 윈드실드(20a) 반대 방향으로 개방된다. 이로서 바람직하게도 와이퍼 블레이드의 용이한 탈부착이 실현될 수 있다.
도 7 내지 도 11에는 대안적 와이퍼 장치의 단면 또는 부품이 도시된다. 이런 실시예들에서는 설명 시 동일한 부품 및 동일한 특징에 대해 원칙적으로 동일한 부호가 사용되었으며, 실시예들 사이에서 구별하기 위해 알파벳을 추가했다. 또한 그대로 사용된 동일한 특징 및 기능과 관련해 도 1 내지 도 6에 따른 실시예의 설명을 참조할 수 있다. 주로 하기 설명은 도 1 내지 도 6에 따른 실시예와의 차이점으로 제한된다.
대안적 와이퍼 장치에서는 결합부품(22b)이 와이어 드로잉(wire drawing)으로서 케이스(62b) 내에서 안내된 굽힘성의 일부구간(26b)에 의해 실현되며, 이 일부구간은 제1 구간(26b')에서 튜브형 와이퍼 로드(16b)의 내부 공간에서 안내되고 자유 단부(26b)(도 10)에 부착 시 초기 응력 하에서 도면에는 도시되지 않은 차체와 결합된다.
와이퍼 로드(16b)는 탄성의 일부구간(44b)을 거쳐 관절부 없이 고정부(14b)와 결합하며 응력이 없는 상태에서 그 자유 단부에서 V자형 판스프링(32b)의 제1 레그(leg)를 감싼다.
결합부품(22b)은 판 스프링(32b)의 제2 자유 레그를 감싸는데, 또한 이 레그에는 와이퍼 블레이드(10b)가 고정된다. 결합부품은 이 레그에 인장력을 가하며, 이 인장력은 케이스(62b)를 거쳐 판 스프링(32b)의 제1 레그에서 지지되므로, 판 스프링(32b)의 개방각(α')이 인장력이 증가함에 따라 감소하고 이로서 와이퍼 로드(16b)에 대한 와이퍼 블레이드(10b)의 위치(α)가 변한다(도 8). 원칙적으로 인장력은 임의의 운전 변수에 따라 결합부품(22b)을 통해 전달된다. 결합부품(22b)이 도면에 도시되지 않은 차체와 강직성으로 결합된 경우에는, 특히 결합부품(22b)를 위한 롤링면을 통해 힘이 전달될 수 있으며 와이퍼 블레이드(10b)의 위치(α) 제어 를 위해 사용될 수 있는데, 이런 위치는 와이퍼 아암(12b)의 운전 위치에 의해 변하는 운전 변수(β)를 통해 직접적으로 결정된다.
도 9 내지 도 11은, 와이퍼 아암(12c)에 대한 와이퍼 블레이드의 상대적 위치를 제어하기 위한, 도면에는 도시되지 않은 제어 장치, 판스프링 부재(30c) 및 관절부(64c)를 포함하는 다른 대안적 와이퍼 장치의 쌍안정성 일부구간(58c)을 나타낸다. 쌍안정성 일부구간(58c)은 접음장치로서 기능하며, 쌍안정성 일부구간(58a)을 대체하고(도 1 내지 도 3), 판스프링 부재(30c)의 융기부의 전환을 통해,판스프링 부재(30c)가 접착력을 발생시키는 작동 구성(도 10)에서 와이퍼 블레이드의 용이한 탈부착이 가능한 안정적 구성(도 9)으로 전환된다. 도 11은 공급 상태인 제2 안정적 구성을 나타낸다.
<각 부의 명칭>
10 와이퍼 블레이드 44 일부구간
12 와이퍼 아암 46 구동축
14 고정부 48 축
16 와이퍼 로드 50 인터페이스
18 제어 장치 52 리벳
20 윈드실드 54 리벳
22 결합부품 56 합성수지 외피
24 커플러 58 일부구간
26 일부구간 60 융기부
28 구간 62 케이스
30 판스프링 부재 64 관절부
32 판스프링 α 위치
34 스포일러 β 운전 변수
36 전환위치 γ 자유도
38 모서리
40 면적
42 결합부

Claims (10)

  1. 와이퍼 아암(12a, 12b) 및 적어도 하나의 운전 변수(β), 특히 상기 와이퍼 아암(12a, 12b)의 운전 위치에 따라 상기 와이퍼 아암(12a, 12b)에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드(10a, 10b)의 위치(α)를 제어하기 위한 제어 장치(18a, 18b)를 갖는 특히 차량용 와이퍼 장치에 있어서,
    상기 와이퍼 아암(12a, 12b)은 접착력을 발생시키기 위해 관절부 없이 실현되는 자유도(γ)를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치(18a, 18b)는 상기 와이퍼 아암(12a, 12b)에서 구별되는 차체측의 기계적 결합부품(22a, 22b)을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결합 부품(22a, 22b)은 제2 와이퍼 아암을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어 장치(18a, 18b)는 상기 와이퍼 아암(12a, 12b)에 대해 상대적인 결합 부품(22a, 22b)의 위치에 따라 상기 와이퍼 블레이드(10a, 10b)의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 와이퍼 아암(12a, 12b) 및 상기 결합 부품(22a, 22b)은 정면에서 관찰했을 때 상기 와이퍼 아암(12a, 12b)의 적어도 일부 구간 및 적어도 하나의 운전 위치에서 상하로 중첩되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 와이퍼 아암(12a) 및 상기 결합 부품(22a)은 상기 와이퍼 아암(12a)의 자유 단부에서 커플러(24a)를 통해 결합되며, 조립된 상태에서 상기 와이퍼 블레이드(10a)가 이 커플러와 거의 강직성으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 결합 부품(22a)은 적어도 하나의 굽힘성의 일부구간(26b)을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이퍼 아암(12a)은 적어도 하나의 측면이 보강된 적어도 하나의 구간(28a)을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 보강된 구간(28a)은 스포일러(34a)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
  10. 와이퍼 아암(12c) 및 적어도 하나의 운전 변수, 특히 상기 와이퍼 아암(12c) 의 운전 위치에 따라 상기 와이퍼 아암(12c)에 대해 상대적인 와이퍼 블레이드의 위치를 제어하기 위한 제어 장치를 갖는 특히 차량용 와이퍼 장치에 있어서,
    상기 와이퍼 아암(12c)은 접착력을 발생시키기 위해 적어도 하나의 판스프링 부재(30c)를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 장치.
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