KR20130001697A - 와이퍼 암에서 압착력 분배 - Google Patents

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Abstract

와이퍼 블레이드용 힌지 연결부는 창유리 위에서 소정 거리를 운동하도록 구성되고 와이퍼 블레이드를 안내하도록 구성되는 굴곡강도가 큰 막대 부재와, 막대 부재와 와이퍼 블레이드 사이에서 와이퍼 블레이드에 압착력을 인가하기 위한 스프링 구조체를 포함한다. 이때 상기 스프링 구조체는 와이퍼 블레이드의 서로 다른 구획 영역에 서로 다른 압착력을 인가하도록 구성되어 있다.

Description

와이퍼 암에서 압착력 분배{CONTACT FORCE DISTRIBUTION AT A WIPER ARM}
본 발명은 청구범위 제1항의 특징을 가진 와이퍼 블레이드용 힌지 연결부 및 제6항의 특징을 가진 와이퍼 시스템에 관한 것이다.
통상적인 와이퍼 시스템은 습기와 이물질로부터 자동차의 창유리, 특히 앞유리를 깨끗하게 하기 위해 사용되고 있다. 와이퍼 암은 와이퍼 샤프트를 중심으로 피벗 지지되어 있고 와이퍼 구동부에 의해 와이퍼 샤프트를 중심으로 왕복 운동으로 구동될 수 있다. 이때 와이퍼 암에는 와이퍼 블레이드가 체결되어 창유리 위를 왕복하면서 닦아주어 습기 또는 이물질을 닦인 창유리 영역으로부터 분리 제거한다.
현재의 자동차는 대개 앞유리가 만곡되어 있어 와이퍼 블레이드는 서로 다른 곡률을 가져야 하고 이에 따라 와이퍼 샤프트를 중심으로 소정 각도를 이루게 된다. 최적의 와이퍼 결과를 달성하기 위해서 창유리에 대한 와이퍼 블레이드의 압착력을 와이퍼 블레이드의 모든 지점에서 최적으로 선택할 필요가 있다. 압착력이 너무 작으면 와이퍼 블레이드는 창유리에 견고하게 붙어있는 오염물을 창유리로부터 분리하지 못하고 들려질 수 있다. 압착력이 너무 크면 와이퍼 블레이드가 창유리에 대해 갖는 소정의 각을 얻을 수 없어 경우에 따라 견고하게 붙어있는 오염물을 분리 제거할 수 없게 된다. 뿐만 아니라, 와이퍼 블레이드가 마모되어 압착력으로 증가될 수 있다.
본 발명의 과제는 개량된 방법으로 와이퍼 블레이드를 따라 압착력을 최적으로 분배하는 와이퍼 블레이드용 힌지 연결부와 와이퍼 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 과제는 청구범위 제1항의 특징을 가진 힌지 연결부와 제6항의 특징을 가진 와이퍼 시스템에 의해 해결된다. 종속항은 바람직한 실시형태를 나타낸다.
본 발명에 따른 와이퍼 블레이드용 힌지 연결부는 창유리 위에서 소정 거리를 운동하도록 구성되고 와이퍼 블레이드를 안내하도록 구성되는 굴곡강도가 큰 막대 부재와, 막대 부재와 와이퍼 블레이드 사이에서 와이퍼 블레이드에 압착력을 인가하기 위한 스프링 구조체를 포함한다. 이때 상기 스프링 구조체는 와이퍼 블레이드의 서로 다른 구획 영역에 서로 다른 압착력을 인가하도록 구성되어 있다.
이를 통해 상기 와이퍼 블레이드의 길이를 따라 압착력이 개별적으로 변화되어 힌지 연결부는 소정의 창유리 또는 자동차의 요구사항에 맞게 조정될 수 있다.
일 실시형태에 있어서 상기 스프링 구조체는 막대 부재와 와이퍼 블레이드 사이에서 힌지 연결부를 따라 배치되는 다수 개의 굴곡 스프링을 포함한다.
상기 굴곡 스프링은 비용면에서 유리하게 제조될 수 있고 충분한 수로 제공되어 와이퍼 블레이드를 따라 압착력 분배가 충분히 세분화될 수 있다. 이외에도 상기 굴곡 스프링은 비용면에서 유리하게 제조될 수 있다.
상기 굴곡 스프링은 서로 일체로 성형되는 것이 바람직하다. 예를 들면 상기 굴곡 스프링은 비용면에서 유리하게 밴드형 스프링 재료, 예를 들면 밴드 강으로 제조되어 소정의 조건으로 단순한 제조공정에 의해 대량 생산할 수 있다.
또 다른 실시형태에서 상기 스프링 구조체는 막대 부재와 와이퍼 블레이드 사이에서 힌지 연결부를 따라 배치되는 다수 개의 공기 쿠션을 포함한다. 상기 공기 쿠션은 각각 마련된 간격에 따라 압착력이 실질적으로 일정하게 유지되는데 기여한다.
또 다른 실시형태에서 상기 공기 쿠션은 탄성 재료로 제조되어 쿠션 재료의 연신을 통해 압착력이 조절될 수 있어 유리한데, 이때 상기 쿠션은 적절한 방법으로 공기압이 설정된다. 상기 탄성 재료는 충전도의 온도 안정성과 이에 따른 공기 쿠션의 스프링 특성을 증가시키는데 기여할 수 있다.
본 발명의 제2요지에 따르면, 와이퍼 시스템은 상술한 힌지 연결부와 쿠션 내 공기압을 개별적으로 조절하기 위한 장치를 포함한다. 이를 통해 상기 공기압은 가변적으로 제공될 수 있다. 특히 구획 영역에 할당되는 소정의 압착력은 가변적일 수 있다.
일 실시형태에서 상기 조절 장치는 와이퍼 시스템의 작동 상태에 따라 쿠션 내 공기압을 조절하도록 구성된다. 이를 통해 와이퍼 시스템의 작동시 동적 상황을 고려할 수 있어 창유리에 대한 와이퍼 블레이드의 와이퍼 결과를 최적화할 수 있다.
바람직한 일 실시형태에서 상기 작동 상태는 와이퍼 블레이드 영역 내 풍속을 포함한다. 상기 와이퍼 시스템이 자동차에 설치되는 경우에는 상기 풍속은 대략 자동차의 속도이다. 따라서 고속과 저속에서 서로 다른 압착력이 구현될 수 있어 와이퍼 결과를 완벽하게 할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시형태에서 상기 작동 상태는 와이퍼 샤프트를 중심으로 힌지 연결부의 위치를 포함한다. 상기 와이퍼 샤프트를 중심으로 힌지 연결부의 위치는 와이퍼 블레이드에 따른 창유리의 곡률에 특유한 것으로 서로 다른 곡률 변화시 쿠션 내 공기압을 서로 다르게 할 수 있다. 따라서 상기 창유리의 외형에 맞게 와이퍼 블레이드의 구성을 개선할 수 있다.
본 발명은 개량된 방법으로 와이퍼 블레이드를 따라 압착력을 최적으로 분배하는 와이퍼 블레이드용 힌지 연결부와 와이퍼 시스템을 제공한다.
이하, 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기재한다.
도 1은 와이퍼 시스템을 나타내는 도면이고;
도 2는 도 1의 와이퍼 시스템 내 스프링 구조체를 나타내는 도면이고;
도 3은 도 1의 와이퍼 시스템에서 와이퍼 암의 서로 다른 위치를 나타내는 도면이고;
도 4는 도 1의 와이퍼 암에서 스프링 이동범위를 개략적으로 나타내는 도면이고;
도 5는 도 1의 와이퍼 암에서 힘을 개략적으로 나타내는 도면이고;
도 6은 또 다른 실시형태에서 와이퍼 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1은 와이퍼 시스템(100)을 도시하고 있다. 와이퍼 시스템(100)은 와이퍼 구동부(105), 와이퍼 샤프트(110), 와이퍼 암(115), 스프링 구조체(120)와 와이퍼 블레이드(125)를 포함한다. 와이퍼 암(115)은 와이퍼 블레이드(125)가 창유리(130)에 대해 소정의 압착력으로 압착하도록 구성되어 와이퍼 암(115)이 와이퍼 샤프트(110)를 중심으로 왕복 운동할 때 와이퍼 시트템(100)의 왕복 운동으로 이물질과 물이 창유리(130)로부터 분리 제거할 수 있다. 따라서 와이퍼 암(115)은 스프링 구조체(120)와 함께 와이퍼 블레이드(125)용 힌지 연결부로서 제공된다.
창유리(130)는 자동차의 창유리, 특히 자동차의 전면 유리 또는 앞유리일 수 있다. 도 1의 도면에서 창유리(130)는 거의 평면으로 도시되어 있지만; 일반적으로 창유리(130)는 1차원 또는 2차원적으로 구부려진 형태를 갖는다.
스프링 구조체(120)의 굴곡 스프링(140)이 각각 마련되어 있는 다수 개의 구획 영역(135)이 와이퍼 블레이드(125)를 따라 제공되어 있다. 구획 영역(135) 각각에서 창유리(130)에 대한 와이퍼 블레이드(125)의 압착력은 마련되어 있는 굴곡 스프링(140)의 스프링 특성에 의해 결정된다. 이때 와이퍼 암(115)은 실질적으로 굴곡강도가 커서 굴곡 스프링(140) 또는 스프링 구조체(120)에 충분한 지지력을 제공한다. 도시되어 있는 방법과 다른 방법으로 와이퍼 샤프트(110)에 와이퍼 암(115)을 부착시킬 수 있는데, 예를 들면 와이퍼 암(115) 또는 와이퍼 샤프트(110)와 견고하게 또는 경사지게 연결되는 작동 암이 제공될 수 있다.
도 2는 일 실시형태에서 도 1의 와이퍼 시스템(100)에 있는 와이퍼 블레이드(125)를 도시하고 있다. 도시된 실시형태에서 각각의 굴곡 스프링(140)은 하나의 관련 밴드형 부재를 성형하여 제조한다. 도시된 스프링 부재(120)는 특히 천공 공정과 경우에 따라 절곡 공정에 의해 스프링 강으로 제조될 수 있다. 천공 공정과 절곡 공정이 모두 실시될 수도 있다.
도시된 굴곡 스프링(140) 각각은 밴드 재료 위 높이(205)에서 소정 정도만큼 절곡시킨다. 이때 높이(205)는 서로 달라서 굴곡 스프링(140) 각각은 개별적인 스프링 특성을 가질 수 있다. 이 스프링 특성은 밴드 재료를 따라 각 굴곡 스프링(140)의 길이와 밴드 재료에 대해 횡방향의 폭을 통해 더 변화될 수 있다. 이들 3개의 파라미터에 의해 개별 굴곡 스프링(140) 각각의 스프링 이동범위와 스프링 경도가 개별적으로 조절될 수 있다. 상기 조절은 바람직하게는 스프링 구조체(120)를 제조할 때 실시된다.
도 3은 도 1의 와이퍼 시스템(100)에서 와이퍼 암(115)의 서로 다른 위치를 나타내는 도면(300)이다. 상기 도면은 개략적인 상태로 와이퍼 암(115)은 스프링 구조체(120)와 와이퍼 블레이드(125)와 함께 도시되어 있지 않다.
도 1의 와이퍼 시스템(100)이 작동할 때 와이퍼 블레이드(125)에 의해 닦여져서 깨끗하게 되는 창유리(130) 위의 영역(305)이 도시되어 있다. 영역(305)에는 와이핑 중에 와이퍼 블레이드(125)가 서로 다른 상태에 있을 수 있는 4개의 위치(310 내지 315)가 제공되어 있다. 위치(310 내지 325)는 예를 들면 정지 위치, 하부 방향전환 위치, 상부 방향전환 위치 또는 최고 위치에 해당할 수 있다. 창유리(130)는 수평과 수직 방향으로 만곡되어 있어 창유리(130) 위 서로 다른 위치(310 내지 325)에서 와이퍼 블레이드(125)의 곡률은 서로 다를 수 있다.
도 4는 굴곡 스프링(140)에 따른 스프링 이동범위와 함께 와이퍼 암(115)의 서로 다른 2개의 위치(310 내지 325)에서 곡률을 개략적으로 도시하고 있다. 상부 도면은 도 3의 제1위치(315)에 해당하고 하부 도면은 최하부 위치(310)에 해당한다.
도 4의 2개의 도면에서 와이퍼 암(115)은 실질적으로 동일한 형태를 갖지만 상부 도면의 와이퍼 블레이드(125)는 하부 도면의 와이퍼 블레이드보다 더 심하게 만곡되어 있다. 이에 따라 하부 도면의 각각의 굴곡 스프링(140)은 실질적으로 동일한 스프링 이동범위로 압축되어 있는 반면에 상부 도면의 안쪽 굴곡 스프링(140)은 바깥쪽 굴곡 스프링(140)보다 더 크게 압축되어 있다. 따라서 와이퍼 샤프트(110)를 중심으로 와이퍼 암(115)의 각 위치에 따라 와이퍼 블레이드(125)는 서로 다른 압착력으로 서로 다른 구획 영역(135)(미도시)에 대해 창유리(130) 방향으로 아래쪽으로 압착하여 위치(310 내지 325)에 따라 구획 영역(135)에 대한 압착력이 최적으로 분배될 수 있다.
도 5는 도 1의 와이퍼 암(115)에서 힘을 개략적으로 도시하고 있다. 수평 방향에는 와이퍼 샤프트(110)로부터 와이퍼 암(115)의 길이를, 수직 방향에는 와이퍼 블레이드(125)에 작용하는 힘을 그래프로 나타내었다. 상기 그래프는 도 4의 상부에 도시된 상황에 따른 것이다.
도 6은 또 다른 실시형태에서 와이퍼 시스템(600)의 개략도이다. 이 실시형태에서도 힌지 연결부(128)는 와이퍼 암(115)과 스프링 구조체(120)를 포함한다. 그러나 도 1에 도시되어 있는 와이퍼 시스템(100)과 비교하면 스프링 구조체(120)는 3개의 공기 쿠션(605) 형태로 제공되어 있다. 각 공기 쿠션(605)는 탄성 재료로 구성하는 것이 바람직하고 충전도에 따라 크거나 작은 압착력을 와이퍼 암(115)으로부터 와이퍼 블레이드(125)까지 전달한다. 이에 따라 와이퍼 블레이드(125)의 서로 다른 구획 영역(135)은 서로 다른 압착력을 가지고 아래쪽으로 인가할 수 있다. 와이퍼 블레이드(125)에 대한 압착력은 마련되어 있는 공기 쿠션(605)을 통해 각각의 구획 영역(135)에 동일하게 분배된다.
공기 쿠션(605) 각각은 자체 관(610)에 의해 압력발생장치(615)와 연결되어 있다. 관(610)에 있는 밸브(620)에 의해 공기 쿠션(605) 내 압력이 개별적으로 조절될 수 있다. 압력발생장치(615)는 예를 들면 전기 작동 피스톤- 또는 멤브레인 펌프를 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서 압력발생장치(615)는 와이퍼 시스템(600)에 포함되지 않고 공기압은 예를 들면 자동차 내부의 또 다른 부속 장치에 의해 공급될 수 있다.
밸브(620)는 바람직하게는 와이퍼 시스템(600)의 작동 상태에 따라 공기 쿠션(605) 내 압력을 조절하도록 적절히 조절장치(625)와 연결 구성되어 있다, 상기 작동 상태는 특히 도 3 내지 5에 대해 상술한 바와 같이 와이퍼 샤프트(110)에 대한 와이퍼 암(115)의 각도(630)를 포함할 수 있다.
상기 작동 상태는 예를 들면 와이퍼 암(115) 영역 내 풍속(635)과 같은 또 다른 또는 다른 파라미터를 포함할 수 있다. 풍속(635)은 와이퍼 시스템(600)이 제공되어 있는 자동차의 차속을 기준으로 결정될 수 있다. 또한 쿠션(605) 내 공기압의 조절에 있어서 또 다른 파라미터로서 예를 들면 창유리(130)의 습도 또는 와이퍼 블레이드(125) 영역 내 온도를 포함할 수도 있다.
100: 와이퍼 시스템 110: 와이퍼 샤프트
115: 와이퍼 암 125: 와이퍼 블레이드
130: 창유리 140: 굴곡 스프링

Claims (9)

  1. - 창유리(130) 위에서 소정 거리를 운동하도록 구성되고;
    - 와이퍼 블레이드(125)를 안내하도록 구성되는 굴곡강도가 큰 막대 부재(115)와;
    - 막대 부재(115)와 와이퍼 블레이드(125) 사이에서 와이퍼 블레이드(125)에 압착력을 인가하기 위한 스프링 구조체(120)를 포함하는 와이퍼 블레이드(125)용 힌지 연결부(128)로서,
    - 스프링 구조체(120)는 와이퍼 블레이드(125)의 서로 다른 구획 영역(135)에 서로 다른 압착력을 인가하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 힌지 연결부(128).
  2. 제1항에 있어서, 스프링 구조체(120)가 막대 부재(115)와 와이퍼 블레이드(125) 사이에서 힌지 연결부(128)를 따라 배치되는 다수 개의 굴곡 스프링(140)을 포함하는 힌지 연결부(128).
  3. 제2항에 있어서, 굴곡 스프링(140)이 서로 일체로 성형되는 힌지 연결부(128).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 구조체(120)가 막대 부재(115)과 와이퍼 블레이드(125) 사이에서 힌지 연결부(128)를 따라 배치되는 다수 개의 공기 쿠션(605)를 포함하는 힌지 연결부(128).
  5. 제4항에 있어서, 공기 쿠션(605)이 탄성 재료로 제조되는 힌지 연결부(128).
  6. 제4항에 따른 힌지 연결부(128)와 쿠션(605) 내 공기압을 개별적으로 조절하기 위한 장치(625)를 포함하는 와이퍼 시스템(600).
  7. 제6항에 있어서, 조절 장치(625)가 와이퍼 시스템(600)의 작동 상태에 따라 쿠션(605) 내 공기압을 조절하도록 구성되는 와이퍼 시스템(600).
  8. 제7항에 있어서, 상기 작동 상태가 와이퍼 블레이드(125) 영역 내 풍속(635)을 포함하는 와이퍼 시스템(600).
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 작동 상태가 와이퍼 샤프트(110)를 중심으로 힌지 연결부(128)의 위치(630)를 포함하는 와이퍼 시스템(600).
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