KR20110061133A - 차량의 워셔액 가열장치 - Google Patents

차량의 워셔액 가열장치 Download PDF

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Abstract

열효율 및 설치 작업의 효율성을 개선하고, 화재위험성을 감소시킨 차량의 워셔액 가열장치가 소개된다.
본 발명의 차량의 워셔액 가열장치는 내부로 워셔액이 통과하는 컨텍터(10);상기 컨텍터(10)에 와전류(渦電流)가 발생될 수 있도록 상기 컨텍터(10) 외주면에 권선된 코일(20); 상기 코일(20)에 전원을 인가하는 전원부(30); 상기 전원부(30)에 전원이 인가된 경우 전원 인가 신호를 수신하고, 일정시간 후에 차량의 와이퍼(W) 작동 신호를 송신하는 ECU(40); 및 상기 ECU(40)에서 전송된 신호를 기초로 와이퍼(W)를 작동시키는 동작제어부(50)를 포함한다.
차량, 워셔액, 컨텍터, 코일, 전원, ECU, 제어

Description

차량의 워셔액 가열장치{WASHER LIQUID HEATING APPARATUS IN VEHICLE}
본 발명은 차량의 워셔액 가열장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 컨텍터를 이용하여 워셔액을 가열함으로써 열효율을 향상시키고, 화재위험성을 감소시킴과 동시에 설치 작업의 효율성을 개선한 차량의 워셔액 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 윈드실드 글래스상에 발생되는 성애 및 이 물질 제거를 위하여 워셔액 가열장치가 이용된다. 이러한 워셔액 가열장치은 다양한 방식으로 워셔액을 가열하는데, 차량의 엔진 자체에서 발생된 열이나 전기 에너지를 이용하여 워셔액을 가열한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 히터노즐(1)로 냉각수를 가열하고, 가열된 냉각수를 순환시킴으로써 윈드실드 글래스 상에 발생된 성애 및 이물질을 제거할 있다. 그러나, 이러한 방법에 따르는 경우, 냉각수 용량에 따라 가열 시간이 상이하고, 가열 시간이 과다하다는 문제점이 있었다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 가열기(3)를 설치하는 경우, 가열기(3) 자체를 항상 원하는 온도로 유지해야만 하기 때문에 소비 전력이 과다하여, 다른 전장품에도 악영향을 끼칠 수 있다는 문제점이 있었다. 특히, 종래의 워셔액 가열장치는 워셔액이 누수될 경우 화재 등 심각한 상황이 발생되는 것은 물론, 장착시 워셔액이 가열되어 상승되는 구조상 항상 워셔액이 위쪽으로 움직일 수 있는 구조로 장착되어야만 하는 바, 워셔액 가열장치 장착 방법에 제한이 따르는 문제점이 있었다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 빠르고, 고르게 워셔액을 가열하여 열효율을 향상시키는 것은 물론, 다른 전장품과 워셔액의 흐름을 완전히 분리함으로써 화재 위험성을 감소시키며, 나아가, 장착 방향 제한이 없는 차량의 워셔액 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 워셔액 가열장치는 내부로 워셔액이 통과하는 컨텍터; 상기 컨텍터(10)에 와전류(渦電流)가 발생될 수 있도록 상기 컨텍터 외주면에 권선된 코일; 상기 코일에 전원을 인가하는 전원부;상기 전원부에 전원이 인가된 경우 전원 인가 신호를 수신하고, 일정시간 후에 차량의 와이퍼 작동 신호를 송신하는 ECU; 및 상기 ECU에서 전송된 신호를 기초로 와이퍼를 작동시키는 동작제어부를 포함한다.
상기 컨텍터는 일면에 유입구가 형성되고, 타면에 유출구가 형성된 절연몸체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨텍터는 다공성(多孔性) 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 컨텍터는 나선형 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 컨텍터는 상기 절연몸체의 내부에 안착러버를 매개로 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨텍터에는 온도센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은 전자파를 방지할 수 있도록 상기 코일이 감긴 컨텍터는 쉴드 내부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 열효율 및 설치 작업의 효율성이 개선되고, 화재위험성 감소된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 워셔액 가열장치에 대하여 살펴본다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 워셔액 가열장치는 컨텍터(10), 코일(20), 전원부(30), ECU(40), 및 동작제어부(50)를 포함한다.
본 발명에 따른 차량의 워셔액 가열장치는 맴돌이 전류(EDDY CURRENT)의 원리가 이용된다. 맴돌이 전류란 와전류(渦電流) 또는 발견자의 이름을 따서 푸코전류(Foucault current)라고도 한다. 맴돌이 전류는 자기장 내부의 도체판에 가한 자기장을 변화시키거나, 자기장 내부에서 도체판을 움직여 도체판에 가해진 자기장을 변화시킬 때 발생된다. 맴돌이전류는 자기장의 변화에 저항하는 전류로 이는 자기장 내에서 움직이는 도체의 운동을 방해하는 효과로 나타난다. 즉, 맴돌이전류는 역학적에너지를 줄열(Joule heating)인 열에너지로 소모시킨다.
이러한 원리에 따라, 컨텍터(10)의 외주면에는 코일(20)이 감겨진다. 전원부(30)에 의하여 코일(20)에 전원이 인가되면, 코일(20)에 전류가 흐르게 되고, 코일(20) 주변의 자기장을 변화시키면, 컨텍터(10) 주위에 유도전류가 형성된다. 컨 텍터(10) 주위에 유도된 전류는 컨텍터(10)가 갖는 고유의 저항값 때문에, 열에너지로 변화되고, 이러한 열에너지에 의해서 컨텍터(10) 전체가 가열된다. 이러한 컨텍터(10)는 자성체로 만들어지는데, SUS 계열이나 카본세라맥 합금류가 사용된다.
ECU(40)는 전원부(30)에서 코일(20)에 전원이 인가된 경우, 전원 인가 신호를 수신하고, 일정 시간이 지난 후에는 차량의 와이퍼 작동 신호를 동작제어부(50)에 송신한다. 상기한 일정 시간은 충분한 양의 워셔액을 적당한 온도로 가열하기 위한 시간이다. ECU(40)에서 동작제어부(50)로 신호를 전송한 경우, 동작제어부(50)는 와이퍼(W)를 작동시킨다.
한편, 컨텍터(10)는, 일면에 유입구(62)가 형성되고 타면에 유출구(64)가 형성된 절연몸체(60) 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 컨텍터(10)에 의해 발생된 열이 외부로 쉽게 방열되지 않도록 절연몸체(60)로 감싸 줌으로써 전체 열효율을 증가시킬 수 있다. 이러한 컨텍터(10)는 중앙이 통공된 형상을 갖도록 제조하고, 가열된 컨텍터(10)의 통공된 중앙으로 워셔액을 통과시킴으로써 열효율을 증가시킬 수 있는 것은 물론, 컨텍터(10)의 단면 형상을 다양화함으로써 열 효율을 최대화할 수 있다.
한편, 상기 컨텍터(10)는 상기 절연몸체(60)의 내부에 안착러버(70)를 매개로 고정하는 것이 바람직하다.
컨텍터(10) 내부를 통과하는 워셔액은 동절기에 결빙될 수 있다. 워셔액이 결빙되는 경우, 워셔액의 부피가 팽창하기 때문에 컨텍터(10)의 부피가 팽창되는 것은 물론, 절연몸체(60) 전체가 부피 팽창에 따라 파손될 수도 있다. 따라서, 컨 텍터(10)를 절연몸체(60) 내부에 고정하는 것은 물론, 워셔액 결빙에 따른 부피팽창 및 절연몸체(60) 파손 가능성을 최소화하기 위하여 안착러버(70)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 컨텍터(10)를 절연몸체(60)보다 소정의 크기만큼 작게 제조하고, 컨텍터(10)의 형상에 대응되게 형성된 안착러버(70)에 컨텍터(10)를 끼운 후, 컨텍터(10)가 끼워진 안착러버(70)를 절연몸체(60) 내부에 끼워 고정하면 컨텍터(10)가 고정되는 것은 물론, 워셔액 부피 팽창시 발생되는 문제점도 해결할 수 있다.
상기 컨텍터(10)에는 온도센서(80)가 설치되는 것이 바람직하다. 온도센서(80)에 의해 워셔액의 온도를 일정 시간 단위로 측정함으로써 차량의 워셔액 가열장치 전체의 작동 여부를 결정할 수 있다. 즉, 워셔액의 온도가 기준 온도에 다다른 경우, 사용자는 차량의 워셔액 가열장치의 작동을 중지시킬 수 있다. 즉, 일정 온도 이상이 되어 온도센서(80)가 작동하는 경우, ECU(40)에 신호가 전송되고, ECU(40)에서는 전원제어부(32)에 신호를 전송하여 전원부(30)에서 인가되는 전류의 세기를 감소시키거나, 다른 방법에 의해 컨텍터(10)에 발생되는 열량을 최소화한다. 따라서, 워셔액의 온도는 일정 온도로 유지될 수 있다.
전자파를 방지할 수 있도록 상기 코일(20)이 감긴 컨텍터(10)는 쉴드(90) 내부에 장착되는 것이 바람직하다. 차량의 내부 전자 장치나 내부 전자 시스템에 관계없이 그 환경 내의 어느 것에도 전자 방해를 주지 않고, 받지도 않으며, 만족스럽게 기능할 수 있도록 EMC(ElectroMagnetic Compatibility), EMI(electromagnetic interference)를 고려하여 쉴드(90)가 장착되는 것이다. 사용자는 다양한 형상, 재 질 등을 이용하여 쉴드(90)를 다양하게 적용할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 컨텍터(10)는 다공성(多孔性) 형상의 단면을 갖도록 제조하는 것이 바람직하다. 절연몸체(도 3참조)의 유입구(도 3참조)를 통하여 유입된 워셔액이 컨텍터(10)와 접촉하는 면적이 크면 클수록 전달되는 열량은 최대화되고, 열효율 또한 증가된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 컨텍터(10)는 또 다른 형상인 나선형 단면을 갖도록 제조할 수도 있다. 이러한 형상 역시, 워셔액과 컨텍터(10)의 접촉 면적을 최대화함으로써 열효율을 최대화할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 사용자가 전원부(도 3참조)를 작동시키는 경우, 차량의 워셔액 가열장치(B)에 의해 가열된 워셔액은 차량의 위드실드 글래스에 분사되고, 소정의 시간이 흐른 후에 와이퍼가 작동되는 바, 차량의 윈드실드 글래스에 서린 성애 및 이물질이 효율적으로 제거될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
도 1은 종래의 워셔액 가열장치를 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 종래의 다른 워셔액 가열장치를 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 차량의 워셔액 가열장치의 구성도;
도 4는 본 발명의 차량의 워셔액 가열장치의 작동 원리를 개략적으로 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 차량의 워셔액 가열장치의 컨텍터의 구성을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 차량의 워셔액 가열장치의 컨텍터의 다른 구성을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 차량의 워셔액 가열장치의 작동 과정을 나타낸 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 컨텍터 20: 코일
30: 전원부 40: ECU
50: 동작제어부 60: 절연몸체
70: 안착러버 80: 온도센서
90: 쉴드

Claims (7)

  1. 내부로 워셔액이 통과하는 컨텍터(10);
    상기 컨텍터(10)에 와전류(渦電流)가 발생될 수 있도록 상기 컨텍터(10) 외주면에 권선된 코일(20);
    상기 코일(20)에 전원을 인가하는 전원부(30);
    상기 전원부(30)에 전원이 인가된 경우 전원 인가 신호를 수신하고, 일정시간 후에 차량의 와이퍼(W) 작동 신호를 송신하는 ECU(40); 및
    상기 ECU(40)에서 전송된 신호를 기초로 와이퍼(W)를 작동시키는 동작제어부(50)를 포함하는 차량의 워셔액 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨텍터(10)는 일면에 유입구(62)가 형성되고, 타면에 유출구(64)가 형성된 절연몸체(60)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컨텍터(10)는 다공성(多孔性) 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨텍터(10)는 나선형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 컨텍터(10)는 상기 절연몸체(60)의 내부에 안착러버(70)를 매개로 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 컨텍터(10)에는 온도센서(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 전자파를 방지할 수 있도록 상기 코일(20)이 감긴 컨텍터(10)는 쉴드(90) 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량의 워셔액 가열장치.
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KR101417483B1 (ko) * 2012-12-17 2014-07-10 케이씨더블류 주식회사 차량용 와셔액 히터장치
KR101503243B1 (ko) * 2013-06-20 2015-03-17 리빙케어소재기술(주) 워셔액 리저버

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