KR20070034009A - 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치 - Google Patents

Abstract

윈드스크린 와이퍼 어셈블리의 와이퍼 아암용 구동 장치는 와이퍼 아암과 스크린-와이퍼 모터 사이의 구동 열에 크로스 링크 시스템을 구비한다. 링크 시스템은 적어도 2개의 교차하는 피벗 아암을 포함하고, 이들 피벗 아암은 모두 일단에서 와이퍼 아암을 지지하는 로커에 유연하게 연결되고, 이들 피벗 아암 중 하나의 아암은 타단에서 차량에 장착된 베어링 요소 상에 피벗 장착되어 있고, 다른 아암은 타단에서 가역적으로 동작 가능한 샤프트에 결합되어 있다.

Description

윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치{DRIVE DEVICE FOR A WIPER ARM OF A WINDSCREEN WIPER UNIT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치에 관한 것이다.

윈드스크린-와이퍼 모터와 와이퍼 아암 또는 차량에 장착된 와이퍼 샤프트의 사이의 구동 열(drive train)에 링크 시스템(linkage system)이 마련되어 있고, 이러한 링크 시스템을 매개로 하여 크랭크에 의해 일단에서 구동되는, 윈드스크린 와이퍼 어셈블리의 구동 열의 운동이 와이퍼 샤프트의 전후 회전 운동으로, 즉 역전 운동으로 변환되는, 윈드스크린 와이퍼 어셈블리 또는 유닛용 구동 장치는 공지되어 있다. 여기서, 이러한 링크 시스템은 2개의 피벗 아암을 포함하며, 이들 피벗 아암 각각은 일단에서 로커(rocker)에 결합되어 있고, 타단에서 크랭크에 의해 이동된 구동 열에 결합되어 있다. 로커에는 와이퍼 샤프트가 영구 접속되므로, 로커와 와이퍼 아암은 함께 와이퍼 샤프트의 축선을 중심으로 피벗된다.

공지의 구동 장치의 단점 중 하나는, 와이퍼 아암이 전적으로 와이퍼 샤프트의 차량측 축선을 중심으로 하는 피벗 운동만을 실시하고, 이로 인하여 많은 경우에 와이퍼 블레이드 또는 와이퍼 아암이 지나가는 불만족스러운 와이핑 필드가 그 곳에 존재하게 된다. 특히 이와 같이 불만족스러운 필드가 존재하는 한 가지 이유로는 구조상의 이유를 들 수 있는데, 특히 후방의 차량 윈도우를 포함한 차량 윈도우가 현재에는 주로 높이 치수가 작고 폭이 비교적 크게, 또는 이와 반대로 윈도우 폭에 비하여 높이가 비교적 크도록 구성되어 있고, 이에 따라 순전히 원호의 형상으로 와이퍼 샤프트의 중심축을 중심으로 하는 와이퍼 아암의 피벗 운동에 의해 상기와 같은 불만족스러운 와이핑 필드가 초래되며, 이러한 와이핑 필드에서는 와이퍼 아암 또는 와이퍼 블레이드가 차량의 스크린의 상당 부분을 지나가지 않게 된다.

본 발명의 목적은, 저비용으로 생산할 수 있고 견고하며, 작동-신뢰성이 우수한 구조와 함께, 그러한 구조에 존재하는 이동된 와이퍼 아암 또는 와이퍼 블레이드가 커버하는 와이핑 필드의 형상을 확대 및 적응 또는 최적화할 수 있는 구동 장치를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1에 따른 구동 장치가 개발되었다.

본 발명에 따른 구조로 인하여, 와이퍼 아암은, 윈드스크린 와이퍼 어셈블리의 동작 중에, 링크 시스템을 구성하는 로커에 결합되는 중앙축을 중심으로 피벗되고, 동시에 결합되는 와이퍼 아암의 중앙축은 소정 경로를 따라 이동한다. 결합되는 와이퍼 아암의 중앙축이 이동하는, 와이퍼 아암의 경로의 형상은 특정의 용례에 대하여 최적의 와이핑 필드를 얻기 위하여 특히 링크 시스템의 기하형상 및/또는 방위 또는 배치에 의해 영향을 받을 수 있는데, 달리 말하면 예컨대 차량의 스크린이 특히 넓은 경우에는 와이핑 필드의 폭이 확대된다.

본 발명에 따른 구동 장치는 차량의 후방 윈도우에 특히 적합하지만, 다른 스크린 와이퍼 어셈블리에도 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 개선은 종속항의 주제로서 기재되어 있다.

도 1은 차량의 스크린 와이퍼 어셈블리, 특히 후방 윈도우 와이퍼 어셈블리에 사용되는 본 발명에 따른 링크 시스템의 일 실시예를 도시하는 사시도이고,

도 2는 스크린 와이퍼 어셈블리의 와이퍼 블레이드(도시 생략)용 와이퍼 아암을 표시하고 있는, 중앙 위치에서의 링크 시스템의 개략도이고,

도 3은 링크 시스템의 피벗 아암 및 와이퍼 아암의 위치와, 와이퍼 샤프트의 다양한 회전 위치에서 와이퍼 아암을 장착하는 궤적을 도시하는 도면이고,

도 4는 와이퍼 아암 또는 와이퍼 블레이드가 지나가는 와이핑 필드의 개략도이고,

도 5는 도 4와 유사하지만, 링크 기구가 180° 회전되어 설치된 상태를 도시하는 도면이고,

도 6은 와이퍼 아암을 장착하는 궤적을 도시하며, 도 5에서와 같이 링크 기구가 180° 회전되어 설치된 상태를 도시한다.

도면에 예시된 실시예를 참고로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에서, 본질적으로 링크 시스템(1)은 도시된 실시예에서는 장방형 형상인 장착 플레이트 또는 베어링 요소(2)와, 2개의 피벗 아암(3, 4) 및 로커(5)로 구성되고, 이 로커에는 와이퍼 아암(6)이 타단(6.1)에서 회전 저항을 갖고 결합되어 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 링크 시스템(1)은, 윈드스크린 와이퍼 어셈블리가 작동할 때에, 와이퍼 아암 또는 와이퍼 아암에 결합된 와이퍼 블레이드가 지나가는 차량 스크린(8) 상의 와이핑 필드(wiping field)를 그 링크 시스템의 측방향 영역에서 확장시키는 작용을 하며, 상기 와이핑 필드는 라인(7.1) 사이에서 연장하므로, 와이퍼 아암이 고정 중앙축을 중심으로 순전히 피벗 운동만을 함으로써 통상적으로 발생하는 바와 같이 와이핑 필드가 파선(7) 사이에서 연장되는 경우에 비교하여 평탄한 차량 스크린 또는 후방 윈도우(8)에 대하여 가능한 최대로 넓은 와이핑 필드를 달성할 수 있다.

구체적으로, 링크 시스템(1)은, 피벗 아암(3)이 하나의 단부에서 가역적 전동 드라이브(electromotive drive) 또는 윈드스크린 와이퍼 모터의 샤프트(9)에 연결되는 방식으로 설계되는 데, 이에 대해서는 달리 추가로 도시하지 않는다. 피벗 아암(3)의 타단은 관절부(10)를 매개로 로커(5)의 일단에 연결되어 있다. 피벗 아암(4)은 일단에서 관절부(11)를 매개로 베어링 요소(2)에 결합되어 있고, 타단에서 관절부(12)를 매개로 로커(5)의 타단에 연결되어 있다. 두 관절부(10, 12) 사이에는 체결 또는 유지 요소(13)가 마련되어 있고, 이 유지 요소는 도시된 실시예에서는 회전 저항을 갖고 로커(5)에 앵커 고정되는 페그(peg)의 형태를 취하며, 그 후 와이퍼 아암(6)은 예컨대 와이퍼 샤프트에 통상적으로 결합되는 경우에서와 동일한 방식으로 단부(6.1)에서 회전 저항을 갖고 그 유지 요소에 결합된다.

관절부(10-12)의 축과 샤프트(9)의 축 및 유지 요소(13)의 축은 서로 평행하며, 설치 상태에서는 차량 스크린(8)의 평면에 수직으로 또는 대략 수직으로 정향되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 링크 시스템(1)과 와이퍼 아암(6)의 중앙 위치에서, 샤프트(9)와 관절부(11)의 축이 공통 평면 E1에 배치되어 있고, 도 2의 투영면에 대해 수직으로 뻗어 있으며, 도시된 실시예의 경우에는 상기 공통 평면에 베어링 요소(2)의 종축이 또한 놓이는 방식으로 추가의 구조가 배치된다.

또한 샤프트(9)와 관절부(10)의 축은 공통 평면 E2에 배치되어 있고, 도 2의 투영면에 대해 수직으로 뻗어 있으며, 상기 중앙 위치에서, 상기 공통 평면 E2는 공통 평면 E1과 함께 관절부(11)를 향하여 벌어지는 90° 보다 작은 각도(α)를 형성한다. 관절부(11, 12)의 축은 공통 평면 E3에 배치되어 있고, 도 2의 투영면에 대해 수직으로 뻗어 있으며, 상기 중앙 위치에서, 상기 공통 평면 E3는 공통 평면 E1과 함께 샤프트(9)를 향하여 벌어지는 각도(β)를 형성하며, 도시된 실시예에서 상기 각도 β는 중앙 위치에서 각도 α와 동일하다. 또한 체결 요소(13)는, 링크 시스템(1)의 중앙 위치에서, 그 체결 요소가 베어링 요소(2)와 반대측에 있는, 관절부(10, 12) 사이의 연결 라인의 측부에 위치하고, 그 체결 요소(13)가 양 관절부(10, 12)로부터 동일한 중심 거리를 가지며, 이로써 상기 양 관절부와 함께 높이가 낮은 이등변삼각형을 형성하도록 로커(5)에 마련되어 있다. 알 수 있듯이, 링크 시스템(1)의 구성요소는 이동 중에 서로 방해하지 않도록 복수의 평면에 배치되 어 있다. 관절부(10, 12) 사이의 연결 라인은 중앙 위치에서 평면 E1과 평행하게 놓여 있다.

중앙 위치에서, 관절부(10, 12) 뿐 아니라 체결 요소(13)는 평면 E1의 공통측에 위치되어 있고, 관절부(10, 12)는 평면 E1으로부터 동일한 작은 거리를 갖고, 체결 요소(13)는 평면 E1으로부터 어느 정도의 거리를 두고 있다. 또한, 관절부 및 피벗축의 배치와 관련한 중앙 위치에서, 링크 시스템(1)은 중앙 평면(M)에 대하여 거울 대칭이고, 이 평면은 이들 축과 평행하게 배치되고, 와이퍼 아암(6)의 종방향 길이를 구획한다.

도시된 실시예에서, 링크 시스템(1)은 이하의 치수에 의해 기하학적으로 정의되어 있다.

샤프트(9)와 관절부(11) 사이의 중심 거리 : 58 유닛

샤프트(9)와 관절부(10) 사이의 중심 거리 또는 피벗 아암(3)의 유효 길이 : 55 유닛

관절부(11, 12) 사이의 중심 거리 또는 피벗 아암(4)의 유효 길이 : 55 유닛

관절부(10, 12) 사이의 중심 거리 : 36 유닛

관절부(10 또는 12)와 체결 요소(13) 사이의 중심 거리 : 8 유닛

중심 위치에서의 각도 α : 37°

중심 위치에서의 각도 β : 37°

여기서, 유닛은 예컨대 1 mm 이다.

측방향으로 확대되어 라인(7.1; 도 4 참조) 사이에서 연장되는 와이핑 필드 를 형성하기 위하여, 링크 시스템(1)은, 샤프트(9)와 관절부(11) 사이의 연결 라인이 경계(8.1)와 평행하게 또는 대략 평행하게 정향되고 로커(5)가 차량 스크린(8)을 향하는, 연결 라인의 측부에 위치하도록, 샤프트(9)를 역전시키는 데 사용될 수 있는 전동 드라이브 및 베어링 요소(2)와 함께, 체결 요소 또는 볼트(14)를 이용하여 차량 스크린의 하부 수평 경계(8.1) 아래에서 차량 또는 차량의 프레임에 장착된다. 와이퍼 아암(6)은, 도 2에 도시된 바와 같이 체결 요소(13)로부터 시작하여 관절부(10, 12) 사이의 연결 라인에 수직 또는 대략 수직으로 연장하도록 로커(5)에 결합되어 있다. 중앙 위치로부터 시작하여, 피벗 아암(3)이 역전 구동장치에 의해 샤프트(9)의 축을 중심으로 피벗될 수 있는데, 이러한 피벗 운동은 각도 α의 확대 및 축소의 형태로 발생하며, 두 단부 위치 중 하나는 바람직하게는 정지 위치를 구성하고, 다른 단부 위치는 역전 위치를 구성한다.

전동 드라이브가 스위치 온으로 된 상태에서, 피벗 아암(3)은 샤프트(9)의 축을 중심으로 역으로 피벗되며, 그 결과 도 3에 도시된 바와 같이 체결 요소(13)의 중앙축(13a) 및 와이퍼 아암(6)의 단부(6.1)가 도 3에 라인 15로 지시된 궤적을 따라 이동하며, 이러한 이동은 비고정 중앙축(13a)을 중심으로 하는 와이퍼 아암(6)의 피벗 이동과 동시에 발생한다. 그에 따라 와이퍼 아암(6)의 운동은 차량 스크린(8)의 하부 경계(8.1)와 대략 평행하게 진행되는 병진 운동과, 중앙축(13a)의 중심으로 하는 피벗 운동을 포함한다.

중앙 위치로부터 일 방향으로의 링크 시스템(1)의 피벗 이동을 위한 와이퍼 아암(6)의 상태 및 관절부(10, 12)의 위치가 도 3에 또한 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 링크 시스템(1)에 의해 얻을 수 있는 상이한 와이핑 필드가 라인(7.2) 사이에서 연장되는 것을 도 4와 유사한 도면으로 도시하며, 이러한 와이핑 필드는 폭은 좁지만 높이가 높은 차량 스크린(8a)에 적합한 것이다. 본 실시예에서, 링크 시스템(1)은 예정된 상태로 설치되어 있는데, 즉 시스템의 중앙 위치에서, 관절부(10, 12)와 체결 요소(13)가 차량 스크린(8a)의 하부 경계(8a.1)와 반대측에 있는, 샤프트(9)와 관절부(11)의 축선 사이의 연결 라인의 측부에 위치하도록 설치되어 있다. 이로써 와이퍼 아암(6)은, 그 아암의 종방향 길이가 관절부(10, 12) 사이의 연결 라인에 수직으로 또는 대략 수직으로 그 연결 라인에 교차하고 또한 샤프트(9)와 관절부(10 또는 11) 사이의 연결 라인에 교차하는 방식으로 로커(5)에 결합되어 있다. 와이퍼 아암(6)의 단부(6.1) 및/또는 결합되는 와이퍼 아암의 중앙축(13a)이 도 6에 도시된 라인(15a)을 따라 이동하므로, 중앙축(13a)을 중심으로 하는 와이퍼 아암(6)의 피벗 운동과 경로(15a)를 따른 중앙축(13a)의 어느 정도 크기의 병진 운동의 조합에 의하여, 파선(7a) 사이에서 연장되는 와이핑 필드에 대하여 상부 영역에 있어서 라인(7.2) 사이에서 연장되는 와이핑 필드를 확대시킬 수 있고, 이러한 확대는 순전히 원호 형상의 피벗 운동에 의해 달성될 수 있다.

이상 예시적인 실시예를 참고로 하여 본 발명을 설명하였다. 본 발명이 기초로 하는 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 상기 실시예에 대한 많은 수정 및 변형이 물론 가능하다.

예컨대, 베어링 요소(2)는 직사각형 형상 이외의 구조를 가질 수도 있다. 베어링 요소(2)를 전동 드라이브에 직접 마련하는 것도 가능하고, 및/또는 관절부(11)를 그 드라이브의 하우징에 배치하는 것도 또한 가능하다. 예컨대 샤프트(9)는 가역식 윈드스크린-와이퍼 모터 또는 기어식 모터의 출력 샤프트일 수도 있고, 예컨대 크랭크 드라이브에 의해 가역적으로 구동되는 차량-장착 샤프트일 수도 있다.

<도면 부호 목록>

1 : 링크 시스템

2 : 베어링 요소

3, 4 : 피벗 아암

5 : 로커

6 : 와이퍼 아암

6.1 : 와이퍼 아암의 단부

7, 7a : 파선

7.1, 7.2 : 라인

8, 8a : 차량 스크린

9 : 샤프트

10, 11, 12 : 관절부

13 : 체결 요소

13a : 중앙축

14 : 체결 볼트

15, 15a : 라인

E1, E2, E3 : 평면

M : 중앙 평면

α: E1과 E2 사이의 각도

β : E1과 E3 사이의 각도

Claims (7)

1. 와이퍼 아암(6)과 스크린-와이퍼 모터 사이의 구동 열에 크로스 링크 시스템(1)을 구비하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암(6)용 구동 장치로서,

   상기 크로스 링크 시스템(1)은 적어도 2개의 교차 피벗 아암(3, 4)을 구비하고, 이들 피벗 아암 중 제1 피벗 아암(3)은 일단에서 제1 관절부(10)를 매개로 로커(5)에 유연하게 연결되어 있고, 타단에서 제1 피벗축(9)을 중심으로 피벗될 수 있으며, 상기 피벗 아암 중 제2 피벗 아암(4)은 제1 관절부(10)로부터 간격을 두고 일단에서 제2 관절부(12)를 매개로 로커(5)에 결합되고, 타단에서 제3 관절부(11)에 의해 형성된 제2 피벗축을 중심으로 피벗될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 피벗축의 중심간 거리는 구동 장치의 작동 중에 고정되고, 즉 변경되지 않고, 와이퍼 아암(6)은 회전 저항을 갖고 로커(5)에 연결되며,

   상기 제1 피벗축은 차량에 장착된 샤프트(9)의 형태를 취하고, 이 샤프트는 스크린-와이퍼 모터에 의해 가역적으로 동작할 수 있고 제1 피벗 아암(3)에 연동 가능하게 연결되며, 제2 피벗축을 구성하는 제3 관절부(11)는 차량에 장착된 관절부인 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 피벗축을 구성하는 제3 관절부(11)는 차량에 장착될 수 있는 베어링(2)에 마련되거나, 차량에 장착될 수 있는 베어링의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 피벗축을 구성하는 제3 관절부(11)는 스크린-와이퍼 모터의 베어링 또는 하우징에 마련되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가역적으로 작동 가능한 샤프트(9)는 스크린-와이퍼 모터의 출력 샤프트 또는 스크린-와이퍼 모터의 기어의 출력 샤프트인 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 피벗축을 구성하는 샤프트(9)는 차량에 설치된 베어링에 장착되며, 크랭크 드라이브를 매개로 스크린-와이퍼 모터에 연동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 와이퍼 아암의 이동 단부 위치들 사이에서 와이퍼 아암(6)의 소정의 위치에서, 제1 및 제2 관절부(10, 12)는 차량의 스크린에 마주하는, 제2 피벗축과 제1 피벗축 사이의 연결 라인의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 와이퍼 아암 이동 단부 위치들 사이에서 와이퍼 아암(6)의 소정의 위치에서, 제1 및 제2 관절부(10, 12)는 차량의 스크린과 반대측에 있는, 제2 피벗축과 제1 피벗축 사이의 연결 라인의 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 윈드스크린 와이퍼 유닛의 와이퍼 아암용 구동 장치.

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