KR20140009227A - 와이퍼 드라이브 - Google Patents

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KR20140009227A
KR20140009227A KR1020137014078A KR20137014078A KR20140009227A KR 20140009227 A KR20140009227 A KR 20140009227A KR 1020137014078 A KR1020137014078 A KR 1020137014078A KR 20137014078 A KR20137014078 A KR 20137014078A KR 20140009227 A KR20140009227 A KR 20140009227A
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KR
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wiper
detent element
wiper drive
axial
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KR1020137014078A
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파울 자이어르트
올란도 슈테른스
파울 고이벨
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량의 리어 윈도우 와이퍼용 와이퍼 드라이브에 관한 것이며, 상기 와이퍼 드라이브는 회전축을 중심으로 진동 선회하는 와이퍼 샤프트를 가지는 구동 유닛, 및 축 방향 섹션에서 와이퍼 샤프트를 감싸는 보호 캡을 포함하며, 보호 캡은 방사방향의 압입 끼워맞춤 연결에 의해 구동 유닛의 하우징에 연결되어 있다. 보호 캡은 보호 캡에 가해지는 축방향 힘을 흡수하기 위해, 하우징 내 리세스 내에 결합하는 멈춤쇠 요소를 포함한다.

Description

와이퍼 드라이브{WIPER DRIVE}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 차량의 리어 윈도우 와이퍼용 와이퍼 드라이브에 관한 것이다.
와이퍼 드라이브는, 와이퍼 암에 연결된 와이퍼 블레이드를 유리 위 2개의 전환 위치들 사이에서 안내함으로써 상기 유리로부터 오염물이나 습기를 제거하기 위해, 회전축을 중심으로 와이퍼 암을 진동 선회시키는 캡슐화된 구동 유닛이다. 이러한 와이퍼 드라이브는 특히 차량의 리어 윈도우 와이퍼에 이용될 수 있다. 이 경우 와이퍼 샤프트는 일반적으로 보호 캡을 이용해 습기와 이물질의 침투로부터 보호된다. 보호 캡은 방사방향 압입 끼워맞춤 결합에 의해 와이퍼 드라이브의 하우징의 원통 성형부에 연결되어 있으며, 와이퍼 샤프트는 이 성형부를 통해 연장해 있다. 상대적으로 경질인 보호 캡은 차량의 유리 또는 차체를 통한 리드스루(lead through)의 영역에서 연질의 고무 그로밋에 의해 둘러싸여 있다. 와이퍼 드라이브는 구조 전달 음과 진동에 대한 절연을 형성하기 위해, 탄성적으로 지지되는 서스펜션 포인트들에서 차량의 차체에 연결된다.
와이핑 동안 와이퍼 드라이브는 차량의 차체에 대한 와이퍼 힘들로 인해 이동된다. 이러한 이동에 의해 소위 펌프 효과 때문에 축방향 힘들이 보호 캡에 가해지고, 상기 축방향 힘은 보호 캡이 와이퍼 드라이브의 하우징과의 압입 끼워맞춤 연결로부터 벗어나 위로 벗겨지게 한다. 충격이 축방향으로 와이퍼 드라이브 또는 와이퍼 암에 가해지면, 예를 들어 와이퍼 드라이브가 고정되어 있는 차량의 테일게이트에 충격이 가해질 때, 그외 축방향 힘들이 나타날 수도 있다.
본 발명의 과제는 차량의 차체를 통한 리드스루의 영역에서 축방향 하중으로부터 더 양호하게 보호되는 개선된 와이퍼 드라이브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 와이퍼 드라이브에 의해 달성된다. 종속 청구항들은 바람직한 실시예들을 제시한다.
차량의 리어 윈도우 와이퍼를 위한 본 발명에 따른 와이퍼 드라이브는 회전축을 중심으로 진동 선회하는 와이퍼 샤프트를 가지는 구동 유닛, 및 축방향 섹션에 있는 와이퍼 샤프트를 감싸는 보호 캡을 포함하며, 보호 캡은 방사방향의 압입 끼워맞춤 연결에 의해 구동 유닛의 하우징에 연결되어 있다. 보호 캡에 가해지는 축방향 힘들을 흡수하기 위해, 보호 캡은 하우징 내 리세스 내에 결합하는 멈춤쇠 요소를 포함한다. 바람직하게 리세스는 하우징에서 회전축에 대하여 방사방향으로 연장해 있다.
본 발명에 따라 보호 캡과 하우징 사이에서 종래 압입 끼워맞춤 연결은 축방향으로 단지 약간 응력을 받거나 또는 더 이상 전혀 응력을 받지 않는다. 그러므로 보호 캡과 하우징 사이 연결의 강도는 와이퍼 드라이브의 장시간 또는 집중적인 사용 후에도 유지될 수 있다. 또한, 멈춤쇠 요소를 이용한 보호 캡의 축방향 고정에 의해 와이퍼 샤프트와 보호 캡 사이의 상대 운동이 최소화될 수 있다. 그 결과 보호 캡과 와이퍼 샤프트 사이 시일의 마모 거동이 개선될 수 있다.
바람직한 실시예에서 멈춤쇠 요소는 리세스 내에 결합한 후 보호 캡에 축방향 예응력을 가하도록 설계되어 있다. 그 결과 보호 캡과 하우징 사이의 연결 안전성이 더 향상될 수 있다.
멈춤쇠 요소는 하우징의 리세스의 영역에 있는 접촉면과의 접촉을 위해 각각 축방향 및 방사방향 접촉면을 포함하는 후크 섹션을 가질 수 있다. 이 경우 후크 섹션의 축방향과 방사방향 접촉면 사이 각도는 90°이하가 될 수 있다. 각도가 90°보다 작으면, 하우징과의 압입 끼워맞춤 연결로부터 보호 캡을 벗겨내려는 축방향 힘은 후크 섹션과 하우징 사이의 결합을 더욱 보강하는 데 사용될 수 있으므로, 보호 캡은, 보호 캡에 가해지는 축방향 힘들이 하우징에 대한 압입 끼워맞춤 연결을 풀기에 충분한 경우에도 벗겨질 수 없다.
멈춤쇠 요소는 탄성적으로 변형가능한 스프링 섹션을 포함할 수 있으며, 스프링 섹션은 서로 분리된 2개의 웨브를 포함한다. 웨브들은 보호 캡의 원통형 섹션으로부터 나란히 방사방향으로 및/또는 축방향으로 전술한 후크 섹션 쪽으로 연장할 수 있다. 서로 분리된 2개 이상의 웨브들을 제공하면 축방향으로 보호 캡의 고정은, 웨브들 중 어느 하나가 찢기거나, 부러지거나 스프링력을 약화시키는 경우에도 유지될 수 있다. 또한, 웨브들 사이의 영역에서 후크 부재들에 대한 접근이 개선될 수 있으므로, 하우징 내 리세스로부터 멈춤쇠 요소를 제거하고 보호 캡을 벗기기 위해, 이 지점에 공구가 배치될 수 있다.
스프링 섹션은 제 1 의, 방사방향 영역과 제 2 의 축방향 영역을 포함할 수 있다. 스프링 섹션이 L-형상이기 때문에 스프링 특성들은 유리하게는 스프링 섹션의 개별 섹션들의 치수 설계에 의해 미리 정해질 수 있다.
보호 캡은 하우징의 대응 접촉면과의 접촉을 위해 보호 캡의 원주 방향으로 연장해 있는 접촉면을 가지는 토크 서포트를 포함할 수 있다.
그러므로 하우징에 조립하는 동안 보호 캡이 정확하게 회전 정렬될 수 있다. 그러므로 멈춤쇠 요소의 지지 안전성이 개선될 수 있다. 또한, 토크 서포트는 회전력을 흡수하는 데 기여할 수 있으므로, 보호 캡과 하우징 사이의 압입 끼워맞춤 연결의 부하가 더욱 경감될 수 있다.
실시예에서 보호 캡은 멈춤쇠 요소와 일체형으로 형성되어 있다. 그러므로 조립이 용이해지고 조립 비용이 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 효과를 일으키기 위한 추가적인 부재들이 필요 없다.
상이한 방사방향으로 보호 캡에 배치되어 있는 다수의 멈춤쇠 요소들이 제공될 수도 있다. 멈춤쇠 요소들 사이 또는 멈춤쇠 요소들 중 어느 하나와 토크 서포트 사이 각도는 같을 수 있다. 그러므로 멈춤쇠 요소들과 토크 서포트가 보호 캡의 둘레에 균일하게 분포될 수 있다. 그 결과 보호 캡과 하우징 사이의 힘들이 균일하게 전달될 수 있으므로, 보호 캡 및 특히 멈춤쇠 요소의 내구성이 개선될 수 있다. 이하, 본 발명이 첨부 도면들을 참고로 더 정확하게 설명된다.
본 발명에 의해 차량의 차체를 통한 리드스루의 영역에서 축방향 하중으로부터 더 양호하게 보호되는 개선된 와이퍼 드라이브가 제공된다.
도 1은 차량의 리어 윈도우 와이퍼용 와이퍼 드라이브의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브용 보호 캡의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브의 하우징의 확대도.
도 5는 보호 캡을 조립하는 동안 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브의 단면도.
도 1에는 차량(105)의 리어 윈도우 와이퍼용 와이퍼 드라이브(100)가 도시되어 있다. 와이퍼 드라이브(100)는 구동 모터(120)가 설치되어 있는 하우징(115)을 가진 구동 유닛(110)을 포함한다. 수직 방향으로 구동 샤프트(125)가 하우징(115)으로부터 돌출해 있다. 구동 유닛(110)의 기어는 하우징(115) 안에 수용되어 보이지 않지만 전동기(120)의 운동을 구동 샤프트(125)에 전달한다. 이를 위해 구동 유닛(110)은 구동 샤프트(125)가 회전축(130)을 중심으로 진동 회전하도록 설계되거나 또는 제어된다. 구동 샤프트(125)의 상단부는 와이퍼 암을 토크-결합 방식으로 고정하도록 설계되어 있다.
구동 샤프트(125)의 하측 축방향 영역은 보호 캡(135)에 의해 둘러싸여 있으며, 보호 캡(135)은 하단부에 2개의 멈춤쇠 요소(140)를 포함하고, 멈춤쇠 요소는 하우징(115)에서 회전축(130)에 대하여 횡방향으로 연장하는 대응 리세스(145)에 방사방향으로 결합한다.
보호 캡(135)은 멈춤쇠 요소(140)의 연장이 시작되는 하측 영역 및 이러한 하측 영역보다 더 작은 외경을 가지는 상측 영역을 포함한다. 양 영역들은 실제로 원통형이다.
도 2에는 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브(100)의 단면도가 도시되어 있다. 보호 캡(135) 둘레에 있는 영역을 포함하는 부분이 도시되어 있다. 멈춤쇠 요소(140)는 도 2에는 도시되어 있지 않다.
보호 캡(135)은 좌측 단부의 영역에 실링 립(205)을 가지며, 실링 립은 둘레에서 구동 샤프트(125)와 접촉하므로, 습기 및/또는 오염물이 보호 캡(135) 내부의 영역 안으로 침투하는 것이 방지된다. 같은 목적을 위해 보호 캡(135)의 안쪽에 실링립(205)의 영역에 O-링(210)이 위치한다. O-링(210)은 축방향으로 좌측으로 실링립(205)에 의해 그리고 축방향으로 우측으로 리테이닝 링(215)에 의해 지지된다. 리테이닝 링(215)은 탄성 응력 하에서 보호 캡(135)의 내부 공간 내로 압입될 수 있거나 또는 거기에 초음파 용접에 의해 고정 장착될 수 있다.
보호 캡(135)은 바람직하게는 플라스틱, 특히 상대적으로 경질인 플라스틱, 예를 들어 PA66으로 이루어진다.
우측 단부의 영역에서 보호 캡(135)이 내측에서 원추형으로 형성되어 있다. 하우징(115)은 대략 관형 연장부(220)를 가지며, 연장부는 구동 샤프트(125) 및 보호 캡(135)에 대해 동축으로 연장해 있다. 연장부(220)의 외측도 원추형이므로, 보호 캡(135)이 도 2에서 미리 정해진 축방향의 힘으로 우측으로 연장부(220) 상으로 슬라이드됨으로써, 보호 캡(135)과 연장부(220) 사이에 압입 끼워맞춤이 형성될 수 있다.
보호 캡(135)의 우측 축방향 단부와 연장부(220)의 숄더(225) 사이의 영역에 축방향 갭(230)이 있다. 하나 이상의 멈춤쇠 요소(140)를 포함하는 보호 캡(135)의 실시예에서, 보호 캡(135)이 작동, 충격 또는 진동에 의해 움직여서 보호 캡(135)과 연장부(220) 사이의 압입 끼워맞춤이 풀리는 것을 방지하기 위해, 축방향 갭(230)을 0으로 줄이는 것이 유리하다.
도 3에는 도 1의 와이퍼 드라이브(100)를 위한 2개의 멈춤쇠 요소(140)를 포함하는 보호 캡(135)이 도시되어 있다. 이 경우 도 3a에는 보호 캡(135)의 전체가 도시되어 있으며, 도 3b는 멈춤쇠 요소들(140) 중 어느 하나를 포함하는 보호 캡(135)의 일부의 확대도이다.
양 멈춤쇠 요소(140)는 회전축(130)과 관련하여 약 120°의 각도를 형성한다. 토크 서포트(305)가 멈춤쇠 요소(140)에 대하여 약 120°의 각도로 오프셋되어 있다. 토크 서포트(305)는 실제로 2개의 접촉면(310)을 가지는 축방향 연장부에 의해 형성되어 있으며, 접촉면들은 회전축(130)을 중심으로 토크 서포트(305)의 원주 방향으로 실질적으로 마주하고 있다. 바람직하게 접촉면들(310)은 회전축(130)에 대해 방사방향 평면으로 연장해 있다.
멈춤쇠 요소(140)는 스프링 섹션(315)과 후크 섹션(320)을 포함한다. 스프링 섹션(315)은 보호 캡(135)의 원통형 섹션의 하단부를 후크 섹션(320)에 연결하며 제 1 웨브(325)와 제 2 웨브(330)에 의해 형성되어 있으며, 양 웨브는 실질적으로 서로 평행하게 연장해 있다. 각각의 웨브(325, 330)는 제 1 의 방사방향 영역(335)과 제 2 의 축방향 영역(340)을 포함한다. 방사방향 영역(335)은 회전축(130)에 대해 실질적으로 수직으로 연장해 있으며 축방향 영역(340)과 약 90°의 각도를 형성한다.
후크 섹션(320)은 위를 향하는 축방향 접촉 영역(345), 및 회전축(130)과 관련하여 안을 향해 있는 방사방향 접촉면(350)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예들에서 방사방향 접촉면(350)은 역시 방사방향으로 밖을 향해 있다. 접촉면들(345와 350)은 최대 90°인, 그러나 바람직하게는 약간 더 작은, 예를 들어 약 85°또는 약 80°인 각도를 형성한다.
도 4에는 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브(100)의 하우징(115)의 확대도가 도시되어 있다. 도 4a 및 도 4b에는 하우징(115)의 사시도가 다르게 도시되어 있다.
연장부(220)는 다수의 방사방향 웨브(405)에 의해 잔여 하우징(115)에 대해 지지되어 있다. 2개의 인접 웨브들(405)은 보호 캡(135)의 토크 서포트(305)를 수용하는 리세스를 형성한다. 웨브(405)에서 원주 방향에 대하여 수직으로 연장하는 접촉면들(410)은 토크 서포트(305)의 접촉면(310)에 접촉하도록 형성되어 있다.
웨브들(405)은 회전축(135)을 중심으로 연장해 있는 링형 보강부(415)에 의해 서로 연결되어 있다. 방사방향 외측에서 2개의 웨브들(405) 사이의 영역에 있는 보강부(415) 안에 리세스(145)가 방사방향으로 형성되어 있다. 리세스(145)는 하우징(115)에서 언더컷을 형성한다.
도 5에는 보호 캡(135)의 조립 동안 도 1에 도시된 와이퍼 드라이브(100)의 단면도가 도시되어 있다. 도시된 영역은 멈춤쇠 요소들(140) 중 어느 하나의 둘레의 주변으로 제한된다. 용이한 도시를 위해 멈춤쇠 요소(140)의 스프링 섹션(315)의 제 1 웨브(325)가 도시되어 있지 않다. 도 5a에는 멈춤쇠 요소(140)의 후크 섹션(320)이 리세스(145) 내로 완전히 삽입되지 있지 않은 위치에 있는 보호 캡(135)이 도시되어 있는 반면, 도 5b에서는 후크 섹션(320)이 완전히 삽입되어 있다.
보강부(415)의 외측 경계면(505)은 도 5b에 도시된 보호 캡(135)의 위치에서 멈춤쇠 요소(140)의 후크 섹션(320)의 방사방향 접촉면(350)과 접촉한다. 보강부(415)를 통해 연장하는 리세스(145)의, 축방향으로 상측 경계면(510)은 동시에 멈춤쇠 요소(140)의 후크 섹션(320)의 축방향 접촉면(345)에 접촉한다.
바람직하게는 멈춤쇠 요소(140)는, 도 5b에 도시된 것처럼, 축방향 갭(230)이 제로이고 후크 섹션(320)이 완전히 삽입되어 있으면, 멈춤쇠 요소(140)의 스프링 섹션(315)은 보호 캡(135)에 대해 아래로 향한 예응력을 일으키도록 치수 설계된다. 예응력은 주로 웨브(330)의 방사방향 영역(335)에 의해 유지된다. 그러므로 하우징(115)의 연장부(220)와 이에 대응하는 보호 캡(135) 단부 사이에 도 2에 도시된 압입 끼워맞춤 연결은 축방향 힘들에 의한 그 부하가 감소될 수 있거나 또는 완전히 제거될 수 있으므로, 와이퍼 드라이브(100)의 작동 동안 압입 끼워맞춤 연결의 풀림이 확률적으로 줄어들거나 또는 방지될 수 있다.
100: 와이퍼 드라이브
105: 차량
110: 구동 유닛
115: 하우징
125: 와이퍼 샤프트
130: 회전축
135: 보호 캡
140: 멈춤쇠 요소
145: 리세스

Claims (9)

  1. 차량(105)의 리어 윈도우 와이퍼용 와이퍼 드라이브(100)로서,
    - 회전축(130)을 중심으로 진동 선회하는 와이퍼 샤프트(125)를 가지는 구동 유닛(110), 및
    - 축 방향 섹션에서 상기 와이퍼 샤프트(125)를 감싸는 보호 캡(135)을 포함하며,
    - 상기 보호 캡(135)은 방사방향의 압입 끼워맞춤 연결에 의해 상기 구동 유닛(110)의 하우징(115)에 연결되어 있는, 와이퍼 드라이브에 있어서,
    - 상기 보호 캡(135)은 보호 캡(135)에 가해지는 축방향 힘을 흡수하기 위해, 상기 하우징(115) 내 리세스(145) 내에 결합하는 멈춤쇠 요소(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  2. 제 1 항에 있어서, 멈춤쇠 요소(140)는 리세스(145) 내에 결합 후 상기 보호 캡(135)에 축방향 예응력을 가하도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 멈춤쇠 요소(140)는 상기 하우징(115)의 상기 리세스(145)의 영역에 있는 대응 접촉면(505, 510)과의 접촉을 위해 각각 축방향 접촉면(345) 및 방사방향 접촉면(350)을 포함하는 후크 섹션(320)을 가지며, 상기 후크 섹션(320)의 상기 축방향 접촉면(345)과 상기 방사방향 접촉면(350) 사이의 각도는 90°보다 작은 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멈춤쇠 요소(140)는 탄성적으로 변형가능한 스프링 섹션(315)을 포함하고, 상기 스프링 섹션(315)은 서로 분리된 2개의 웨브들(325, 330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멈춤쇠 요소(140)는 탄성적으로 변형가능한 스프링 섹션(315)을 포함하고, 상기 스프링 섹션(315)은 제 1 의 방사방향 영역(335) 및 제 2 의 축방향 영역(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 캡(135)은 상기 하우징(115)의 대응 접촉면(410)과의 접촉을 위해 상기 보호 캡(135)의 원주 방향으로 연장해 있는 접촉면(310)을 가지는 토크 서포트(305)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보호 캡(135)은 상기 멈춤쇠 요소(140)와 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 방사방향 각도로 상기 보호 캡(135)에 다수의 멈춤쇠 요소들(140)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
  9. 재 7 항 및 제 8 항에 있어서, 상기 멈춤쇠 요소(140)와 상기 토크 서포트(305)는 상기 보호 캡(135)의 둘레에 걸쳐 균일하게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 와이퍼 드라이브.
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