KR20180102169A - 차량 윈도우 와이퍼 시스템의 액체를 위한 자가-조정 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액체를 순환시키기 위한 적어도 하나의 도관(22, 23)을 경계 한정하는 벽(21) 및, 상이한 전위로 설정되는 2개의 단자를 연결하도록 의도되며 그리고 상기 벽(21) 내에 내장되는 가열 요소를 포함하는, 전기 회로를 포함하는, 액체를 순환시키는 수단과 와이퍼 시스템의 와이퍼 블레이드 사이에 설치되도록 의도되는, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치(15)로서, 상기 전기 회로의 적어도 하나의 부분이, 온도의 증가에 의존하여 상기 전기 회로를 통해 흐르는 전류를 제한하도록 배열되는, 자가-조정 케이블(30)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 발명은, 차량들을 위해 사용될 수 있다.

Description

차량 윈도우 와이퍼 시스템의 액체를 위한 자가-조정 가열 장치

본 발명의 기술분야는, 차량용 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템에 관한 것이다. 그러한 시스템은, 차량의 전방 및/또는 후방 윈도우를 닦기 위한 설비를 보완한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은, 탱크와 분사 시스템 사이에서 액체를 운반하고 가열하기 위한 장치에 관한 것이다.

차량들은 일반적으로, 원드스크린의 닦기 및 세정을 보장하기 위해 닦기 설비 및 세정 시스템을 구비하며, 그리고 그에 따라, 운전자가 갖는 시야가 방해 받게 되는 것을 방지한다. 이러한 닦기 설비들은, 각도 방향 왕복 운동을 실행하는 아암들을 포함하고, 아암의 단부에 세장형 브러시들이 설치되며, 그 자체가 탄성 재료로 생성되는 블레이드들을 지탱한다. 이러한 블레이드들은, 원드스크린을 문지르며 그리고, 운전자의 시야 밖으로 물을 이동시킴에 의해 물을 없앤다.

세정 시스템들은, 그들의 부분으로서, 차량 상에 위치하게 되는 탱크로부터의 경로를 따르며 그리고 일반적으로, 후드 상에, 원드스크린 주변 프레임 상에, 또는 액체의 더 양호한 분배를 위해 원드스크린 와이퍼 자체 상에, 위치하게 되는 분사 노즐들에 의해 원드스크린을 향해 분사되는, 원드스크린 워셔액을 제공하는 장치를 포함한다. 와이퍼들 상에 배치되는 노즐들의 경우에, 원드스크린 워셔액은, 그들 사이에서 분배되기 이전에, 와이퍼 아암 상에 고정되는 파이프라인들에 의한 경로를 따르게 된다.

외부 온도가, 예를 들어 5℃ 미만으로, 과도하게 낮을 때, 원드스크린 워셔액은, 성에를 제거하기 위해 또는 워셔액 자체를 액체 상태로 유지하기 위해 가열된다. 그를 위해, 파이프라인들은, 원드스크린 워셔의 제어부가 작동되는 시점에, 펌프에 의해 탱크로부터 취해진 원드스크린 워셔액을 다시 가열하기 위한 장치를 구비한다.

운반 덕트 내의 액체의 가열은, 덕트에 인접하게 또는 덕트 내부에서 연장되는 가열 요소에 의해 보장된다. 이러한 장비는, 가열 요소에 의해 발산되는 온도가 주변 온도와 무관하게 항상 동일한 에너지를 발산하는 가열로부터 야기된다는, 주된 결점을 갖는다. 액체 덕트들에서 도달되는 온도는 이때, 비정상적으로 올라갈 수 있으며 그리고, 상기 덕트의 재료들의, 특히 고무 또는 플라스틱의, 내성에 대해, 또는 윈드스크린 워셔액의 기화에 대해, 문제를 야기하는 값들에 도달할 수 있다. 예를 들어, +5℃의 외부 온도에서 30분 동안의 공회전 시의 작동과 같은, 가장 심각한 경우에, 가열 파이프들 내의 액체의 온도는, 160℃에 도달할 수 있다. 그에 따라, 그러한 온도가 파이프들 내에 수용되는 물에 대해 그리고 고무의 가요성 및 수밀성(water tightness)에 대해 문제가 된다는 것이, 이해될 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 1차적으로, 폐쇄 루프 모드로 작동하는, 말하자면, 차량의 사용의 조건들과 무관하게, 액체에 의해 도달되는 온도를 간단하고 저렴하게 조정할 수 있는, 차량의 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템을 위한 가열 장치를 제공함에 의해, 이상에 설명된 결점들을 해소하는 것이다. 가열 장치는, 무엇보다도, 원드스크린 와이퍼 아암에 통합되도록 하기 위해 충분히 소형화되어야만 하며, 그리고 이러한 원드스크린 와이퍼 아암의 운동에 기인하는 당김 또는 굽힘 변형을 수용할 수 있도록 원드스크린 와이퍼 아암에 대해 충분히 가요성을 갖도록 유지되어야만 한다.

따라서, 본 발명의 대상은, 적어도 하나의 액체 순환 덕트를 경계 한정하는 벽 및, 상이한 전위로 설정되는 2개의 단자를 연결하도록 의도되며 그리고 상기 벽 내에 내장되는 가열 요소를 포함하는, 전기 회로를 포함하는, 액체 순환 수단과 와이퍼 시스템의 와이퍼 사이에 설치되도록 의도되는, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치로서, 상기 전기 회로의 적어도 하나의 부분이, 온도 상승의 함수로서 상기 전기 회로 내에 흐르는 전류를 제한하도록 배열되는, 자가-조정 케이블에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치이다.

온도 조절기로서 작용하는, 전기 회로 내의 자가-조정 케이블의 존재는, 폐쇄 루프 모드에서 작동하는 것을, 그리고 이송 및 가열 장치 내의 온도 상승을 사전 규정된 값으로 제한하는 것을, 가능하도록 한다. 그에 따라, 원드스크린 워셔액의 기화의 또는 장치를 구성하는 재료의 열화의 위험이 더 이상 존재하지 않는다.

우선적으로, 상기 자가-조정 케이블은, 상이한 전위에 연결되는, 적어도 2개의 전기 도전성 가열 와이어를 포함한다. 상기 와이어들은, 예를 들어, 반도체 매트릭스에 의해 서로 연결된다.

유리하게, 상기 도전성 와이어 중의 적어도 하나는, 절연 섬유 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 하나의 도전성 스트랜드(conductive strand)를 포함한다. 이러한 구성은, 자가-조정 케이블에 가요성을 부여하며, 그리고 자가-조정 케이블이 와이퍼 아암들의 왕복 운동에 의해 부과되는 당기고 굽히는 힘을 견디는 것을 허용한다.

유리하게, 도전성 와이어는, 상기 절연 섬유 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 3개의 병렬 스트랜드를 포함한다.

우선적으로, 나선의 피치는, 5 cm의 길이에 걸쳐 1 내지 10 바퀴 사이에 놓인다. 이러한 값들은, 이러한 값들이 자가-조정 케이블의 저항에 관해 미치는 영향에 의해, 허용 가능한 한계 값들 아래로 유지되는 온도를 달성하는 것을 가능하도록 한다.

제1 실시예에서, 자가-조정 케이블은, 가열 요소를 구성하며, 그리고 2개의 가열 와이어 및 반도체 매트릭스에 의해 형성된다. 2개의 와이어는 유리하게, 상기 덕트에 평행하게 및/또는 상기 덕트로부터 등거리에서 연장된다. 이러한 구성에 의해, 가열 요소를 형성하는 반도체 매트릭스는, 액체가 그 내부에서 순환하는 것인, 덕트 또는 덕트들을 따라 연장된다.

유리하게, 상기한 장치는, 자가-조정 케이블이 그 내부에 배치되는 것인, 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 원통형 액체 순환 덕트를 포함한다. 상기 반도체 매트릭스는, 단면 상에서, 예를 들어, 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선의 양측부에서 연장된다. 케이블은, 그에 따라, 덕트들의 단면 전체에 걸쳐 자체의 열을 방사하는 방식으로 배치된다.

제2 실시예에서, 자가-조정 케이블은, 가열 요소를 구성하며, 그리고 2개의 가열 와이어 및 반도체 매트릭스에 의해 형성되고, 2개의 와이어는 동심으로 놓이며 그리고 매트릭스는 2개의 와이어 사이에 위치하게 되는 간격 내에 배치된다.

우선적으로, 내측 가열 와이어는, 이상에 설명되는, 절연 섬유 둘레에 나선형으로 감기는, 도전성 스트랜드를 포함한다.

더욱 우선적으로, 외측 가열 와이어는, 상기 반도체 매트릭스 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 하나의 도전성 스트랜드를 포함한다.

유리하게, 장치는, 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 액체 순환 덕트를 포함하고, 자가-조정 케이블은, 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선 상에 배치된다. 케이블은, 여기서 다시, 덕트들의 단면 전체에 걸쳐 자체의 열을 방사하는 방식으로 배치된다.

제3 실시예에서, 자가-조정 케이블은, 가열 요소를 구성하며 그리고, 반도체 매트릭스 내에 코팅되며 각각 절연 섬유 둘레에 나선형으로 감기는 도전성 스트랜드를 포함하는, 2개의 가열 와이어에 의해 형성되고, 2개의 와이어는 서로 꼬인다.

여기서 다시, 장치는 유리하게, 평면에 대해 서로 대칭인 2개의 원통형 액체 순환 덕트를 포함하고, 자가-조정 케이블은, 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선 상에 배치된다. 제4 실시예에서, 장치는, 상기 적어도 2개의 도전성 와이어 중의 제1 도전성 와이어가 상기 전기 회로의 단자에 연결되며, 그리고 상기 적어도 2개의 도전성 와이어 중의 제2 도전성 와이어가, 상기 가열 요소의 단부에 연결되는 것인, 적어도 하나의 자가-조정 케이블을 포함한다.

여기서, 자가-조정 케이블은, 단지 온도 조절기로서 작용하며, 그리고 가열 기능을 실행할 필요가 없다. 유리하게, 도달될 수 있는 최대 온도를 나타내는 구역에 배치되도록, 단지 온도 조절기 기능을 위해서만 치수 결정되어야 하며, 그리고 그에 따라 부피가 작을 수 있으며 비용이 적게 들 수 있다.

유리하게, 자가-조정 케이블의 적어도 일부분이 또한, 액체의 순환에 관련하여 가열 요소 하류에서, 상기 벽에 내장된다.

이는, 예를 들어 100℃에서 차단하도록 그리고 증기 포켓들(steam pockets)의 발생을 방지하도록, 액체의 온도에 직접적으로 기초하게 됨으로써 자가-조정 케이블에 의해 실행되는 전압 차단을 설정할 수 있도록 한다.

본 발명은 또한, 이상에 설명된 바와 같은 이송 및 가열 장치를 포함하는, 원드스크린 워셔액을 이송하기 위한 파이프라인에 관련된다.

본 발명은 또한, 적어도 하나의 탱크, 액체 순환 수단, 상기 액체를 분사하기 위한 수단, 및 원드스크린 워셔액을 이송하기 위한 그러한 파이프라인을 포함하는, 차량의 윈도우 상에 분사될 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템에 관련된다.

본 발명의 다른 특징들, 세부 사항들 및 이점들이, 도면들에 관련된 지시에 의해 이하에 주어지는 설명을 읽음으로써, 더욱 명확하게 드러날 것이다:
- 도 1은, 본 발명에 따른 적어도 하나의 액체 이송 및 가열 장치를 포함하는, 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템의 그리고 닦기 설비의 개략적 도면이고,
- 도 2는, 원드스크린 워셔액 이송 파이프라인의 고무 내에 매립되는, 종래기술에 따른 이송 및 가열 장치의 단면도이며,
- 도 3은 자가-조정 케이블의 정면도이고,
- 도 4는, 원드스크린 워셔액 이송 파이프라인의 고무 내에 매립되는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이송 및 가열 장치의 단면도이며,
- 도 5는, 본 발명에 따른 자가-조정 케이블의 가열 와이어의 단면도이고,
- 도 6은, 도 4의 와이어의 사시도이며,
- 도 7은, 원드스크린 워셔액 이송 파이프라인의 고무 내에 매립되는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이송 및 가열 장치의 단면도이고,
- 도 8은, 본 발명의 제3 실시예를 위한 자가-조정 케이블의 정면도이며,
- 도 9는, 원드스크린 워셔액 이송 파이프라인의 고무 내에 매립되는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이송 및 가열 장치의 단면도이고,
- 도 10은, 온도의 함수로서, 본 발명의 장치에 의해 공급되는 가열 출력의 경향을 나타내는 선도이며,
- 도 11은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이송 및 가열 장치의 개략도이며, 그리고
- 도 12는, 본 발명의 제4 실시예의 변형예에 따른 이송 및 가열 장치의 개략도이다.

도 1은, 닦기 설비(2)에 의해 닦이도록 의도되는 차량의 원드스크린(1)을 도시하는 도면이다. 닦기 설비는, 각각 예를 들어 회전축(5)에 연결되는, 제1 아암(3) 및 제2 아암(4)을 포함한다. 이러한 2개의 아암은, 조합된 또는 반대의 왕복 운동에 따라, 원드스크린(1) 위에서 운동한다.

제1 아암(3) 및 제2 아암(4)에 대한 축(5) 반대편의 단부에, 자체의 기능이, 원드스크린 위에 존재하는 물 또는 다른 물체들을 가시성을 저해하지 않는 구역들로 밀어내기 위해, 원드스크린을 문지르는 것인, 와이퍼(6)가 존재한다. 와이퍼들(6)은, 와이퍼가 마모될 때 와이퍼의 교체를 허용하는 제거 가능한 커넥터에 의해, 각각의 아암에 연결된다.

이러한 와이퍼들은 각각, 예를 들어, 원드스크린 워셔액을 분사하기 위한 2개의 분배기를 포함한다. 이러한 분배기들은, 와이퍼(6)의 종방향 축과 동일한 축으로 종방향으로 연장된다. 이러한 분배기들은, 블레이드가 화살표(7)에 의해 도시되는 제1 운동 방향으로 운동하고 있든지 또는 화살표(8)에 의해 도시되는 제2 운동 방향으로 운동하고 있든지, 블레이드의 전방에 원드스크린 워셔액을 분사하기 위해, 와이퍼의 양측부에 배열된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 차량이 갖도록 장비되는 것인, 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템(9)에 관련된다. 이러한 액체를 분사하기 위한 분배기들을 위해, 원드스크린 워셔액 저장 장치, 저장 장치와 분배기들 사이에서 이러한 액체를 이송하기 위한 수단, 및 분배기들을 향해 이러한 액체를 순환시키기 위한 수단을 구비할 필요가 있다.

이러한 공급 및/또는 분배 시스템(9)은, 특히:

- 액체 유지 탱크(11),

- 공급 및/또는 분배 시스템 내에서 액체를 순환시키기 위한 수단(12), 특히 펌프,

- 펌프를 액체 이송 및 가열 장치(10)에 연결하도록 의도되는 적어도 하나의 유압 커플링(13),

- 펌프에 연결되는 제1 부분(18) 및 각각의 와이퍼들(6)에 연결되는 제2 부분(15)을 포함하는, 액체 이송 파이프라인(10),

- 이송 파이프라인의 상기 제1 부분(18) 및 상기 제2 부분(15) 상에 설치되는 연결 장치(14),

- 이상에 언급된 액체 파이프라인(10) 내에 내장되는 가열 요소 및 와이퍼에 통합되는 가열 요소들에 전력을 공급하는, 하나 이상의 전기적 커넥터 및 상기 연결 장치(14)를 함께 기계적으로 그룹화할 수 있는 지지체(16),

- 와이퍼(6)의 커넥터와 액체 이송 파이프라인(10) 사이에 설치되는 유압 커넥터(17)를 포함한다.

본 발명은 또한, 액체를 이송 및 가열하기 위한 장치에 관련된다. 더욱 구체적으로, 비록 장치가 또한 상기 제2 부분과 함께 상기 파이프라인(10)의 제1 부분(18) 내에 매립될 수도 또는 그렇지 않을 수도 있지만, 장치는, 파이프라인(10)의 제2 부분(15) 내에 매립되도록 설계된다.

도 1의 예에서, 액체 이송 및 가열 파이프라인의 제1 부분(18)은, 액체가 그 내부에서 순환할 수 있는 것인, 2개의 파이프(19, 20)를 포함하고, 각 파이프는, 와이퍼 또는 와이퍼들에 의해 지탱되는 2개의 분배기 중의 하나로의 공급원에 대응한다. 이러한 파이프들은, 본 발명에 따른 액체 이송 및 가열 장치들 각각에 그리고 궁극적으로 2개의 원드스크린 와이퍼에, 별개로 공급하기 위해, 연결 장치(14)에서 2개로 분할된다. 액체 이송 및 가열 장치들은 각각, 예를 들어, 도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 2개의 내부 액체 순환 덕트(22, 23)를 포함하는 가요성 튜브의 형태로 제조되며, 각각의 내부 덕트는 와이퍼의 특정 운동 방향에 대한 원드스크린 워셔액의 공급원에 대응한다. 그러한 튜브를 형성하는 재료는, 예를 들어, 탄성중합체 또는 고무일 수 있다.

이러한 액체 이송 및 가열 장치(10)는 또한, 파이프들 및 튜브들을 따라, 그들의 구성 재료에 내장됨으로써, 연장되는, 가열 요소(도 1에 도시되지 않음)를 포함한다. 그러한 가열 요소는, 전류가 통과하게 될 때 열량을 발하는, 종래기술에서의, 제1 및 제2 전기 도전성 와이어의 형태를 취하는, 저항 요소이다. 그에 따라, 이러한 가열 요소가, 액체 이송 및 가열 장치가 그로부터 에너지를 인출하며 그리고 액체가 그 내부에 존재하거나 순환하는 공간 전체에 걸쳐 에너지를 발산하는 것인, 열의 공급원을 형성한다는 것이, 이해될 것이다.

도 2는, 종래기술에 따른, 액체 이송 및 가열 장치 내부에의 가열 장치의 매립에 대한 세부 사항을 도시한다. 각 튜브(15)는, 제1 덕트(22)를 제2 덕트(23)로부터 분리하는, 중간 벽(21)을 포함한다.

가열 요소는, 제2 전기 도전성 와이어(26)와 평행하게 연장되는, 제1 전기 도전성 와이어(25)를 포함한다. 이러한 2개의 와이어는, 본 명세서에 나타나는 종래기술에서, 전기적 가열 전류를 위한 루프의 형태로, 왕복 케이블(go and return cable)을 형성하기 위해, 그들의 말단부에서, 말하자면 와이퍼 레벨에서, 서로 연결된다. 이들은, 예를 들어, 9 내지 16 볼트 사이의 전압의 그리고 1.5 내지 10 암페어 사이에 놓이는 세기의 전류가 통과하게 될 때, 열량을 발하도록 치수 결정되며 그리고 서로 분리되는, 구리 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 2개의 와이어이다. 이러한 2개의 와이어는, 벽(21) 내에 매립되며, 그리고 유리하게, 각 와이어 전용의 외피에 의해 덮일 수 있다. 매립된다는 것은, 예를 들어, 벽(21)의 구성 재료가 가열 요소를 완전히 둘러싼다는 사실을 의미하는 것으로, 이해되어야 한다.

지금부터 도 3을 참조하면, 자가-조정 케이블(30)이, 확인될 수 있다. 이러한 케이블은, 서로 평행하게 연장되며 그리고 그들 사이에 사전 규정된 전압차가 인가되는, 일련의 꼬인 스트랜드들로 구성되는, 2개의 도전성 와이어(31, 32)로 구성되고, 2개의 도전체는, 그들의 말단부에서 루프로 연결되지 않는다. 그들 사이에, 가열 요소를 구성하는 탄소-풍부 중합체 매트릭스(33)가 연장된다. 케이블 조립체는 최종적으로, 전기적으로 절연하지만 열적으로 단열하지 않는, 보호 외피(34) 내에 배치된다. 가열을 보장하는 전류는, 하나의 도전체로부터 다른 도전체로, 탄소 풍부형인, 반도체로서 작용하는 것인, 말하자면 자체의 내부 구조의 팽창 덕분에 자체의 온도가 상승할 때 자체의 저항이 증가하는 것인, 상기 매트릭스를 통해, 흐른다. 또한, 이러한 팽창은, 전류의 흐름을 위해 이용 가능한 감소된 공간으로 이어진다.

결과적으로, 자체의 온도가 상승할 때, 케이블에 의해 발산되는 출력이 감소하고, 이는, 발산되는 출력의 자가-조정을 보장한다. 작동 시, 케이블은 그에 따라, 항상 케이블이 발산하는 출력과 외부 환경으로 인한 손실 사이의 균형에 도달할 것이다. 이는 일반적으로, 케이블 또는 둘러싸는 재료를 열화시킬 수 있는, 어떠한 과열도 방지한다. 더불어, 매트릭스의 저항은, 자체의 온도와 함께 케이블을 따라 가변형이고, 이는, 더 차가운 환경 내의 자체의 길이에 걸쳐 배치되는 케이블의 일부분이 이러한 구역에 더 많은 에너지를 전달하는 것을 허용한다. 그로 인해, 그들이 위치하게 되는 열적 환경이 무엇이든 자체의 모든 부분에 대해, 케이블의 온도의 자가-적응이 존재한다.

본 발명은, 원드스크린 상에서의 이송 장치의 요동 운동에 의해 생성되는, 응력들을, 당김 및 굽힘 양자 모두를 수용하는 방식으로, 케이블을 적응시킴에 의해, 그리고 케이블을 소형화함에 의해, 원드스크린 와이퍼들로 보내는 액체의 가열을 보장하기 위해 그러한 케이블을 사용하는 것을 제안한다.

도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른, 원드스크린 워셔액 이송 및 가열 장치의 벽(21) 내에 매립되는 가열 케이블(30)을 도시한다. 자가-조정 가열 케이블(30)은, 2개의 가열 와이어(25, 26) 및, 이들을 전기적으로 연결하는 반도체 매트릭스(33)로 구성되고, 자가-조정 케이블은 또한, 절연 외피에 의해 보호된다. 가열 케이블(30)은, 자체의 긴쪽 치수가 벽(21)의 방향으로 지향되는, 세장형 형태의 단면을 구비한다. 이는, 자가-조정 케이블에 의해 생성되는 열이, 제1 및 제2 액체 순환 덕트(22, 23) 사이에 배치되는 벽의 높이 전체에 걸쳐 방사된다는 것을, 의미한다. 이는, 그에 따라, 열이 상기 벽(21)의 단부들에 가까운 2개의 지점으로부터 방사되었던 도 2의 종래기술보다, 액체에 대한 훨씬 더 양호한 가열을 보장한다.

유리하게, 자가-조정 가열 케이블의 가열 와이어들(25, 26)은 각각, 또한 도시되지 않은 차량 상에 내장되는 전기적 소스에 의해 가열 와이어들(25, 26) 사이에 전압차를 생성하기 위해, 도시되지 않은 전기적 커넥터에 연결되도록 의도되는 전기 회로의 단자에 연결되는 단부를 구비한다. 또한 도시되지 않은 통상적인 도전성 케이블들이, 차량 상에서 이러한 요소들의 상대적 위치들에 따라, 커넥터를 가열 와이어들에 연결할 수 있다.

지금부터 도 5 및 도 6을 참조하면, 이들은, 가열 와이어들(25, 26)의 형태에 대해 본 발명에 의해 채택되며 그리고 가열 와이어들이 당김 및 굽힘 응력을 견디는 것을 허용하는, 구조를 도시한다. 각 와이어는, 금속 스트랜드들(28)이 그 위에 나선형으로 감기게 되는 절연 섬유(27)로서 생성되는, 원통형 코어로 구성된다. 3개가 존재하는 이러한 스트랜드들은, 이러한 개수가 본질적이지 않은 가운데, 서로 부착되며, 그리고 이들은 절연 섬유(27)를 따라 나선을 형성한다. 이러한 나선의 피치는, 도 10을 참조하여 이후에 설명될 것으로서, 원드스크린 워셔액 가열 케이블(30)의 온도를 위해 요구되는, 자가-조정 성능의 함수로서 가변적이다. 실제로 피치의 증가가, 주어진 동일한 온도에서 가열 출력의 감소를 야기한다. 전기적 절연 외피(29)가 여기서, 외부 공격에 대해 정식으로 구성되는 가열 와이어를 보호하기 위해, 중심 섬유(27) 및 나선형 스트랜드들(28)을 피복한다. 나선형 구조는, 자가-조정 케이블(30)에 상당한 종방향 가요성을 부여하는데 반하여, 꼬인 구조들(braided structures)은, 원드스크린 워셔액 이송 및 가열 장치에서의 적용에 덜 잘 어울리는, 종방향 강성을 보일 것이다.

도 7은, 본 발명에 따른 이송 및 가열 장치(15)의 제2 실시예를 도시한다. 이송 및 가열 장치는, 이전의 경우에서처럼, 원드스크린 워셔액 공급 튜브의 중간 벽(21) 내에 배치되는, 자가-조정 케이블(130)을 포함한다. 이러한 케이블은, 동심으로 배치되는 2개의 가열 와이어(125, 126)로 구성된다. 이들은 양자 모두, 지지 섬유 둘레에 나선형으로 장착되는, 금속 스트랜드들로 형성된다. 내측 와이어(125)의 스트랜드들은, 도 5의 것과 유사한 구성으로, 절연 중심 섬유(127) 상에 감기게 되는 반면, 외측 와이어(126)의 스트랜드들은, 예를 들어, 제1 실시예의 매트릭스(33)와 유사하지만 원통형 형태인, 반도체 매트릭스(133)로 구성되는 실린더 상에 나선형으로 감기게 된다. 조립체는, 튜브(15)의 중간 벽 내에 내장되기 이전에, 전기적 절연 외피(134) 내에 둘러싸인다.

마지막으로, 도 8 및 도 9는 제3 실시예를 도시한다. 2개의 가열 와이어(225, 226)는 양자 모두, 도 5에 도시되는 구조에 따라 생성되고, 말하자면 이들은 금속 스트랜드들에 의해 형성되며, 각각 절연 섬유(227) 상에 나선형으로 감긴 다음, 반도체 재료로 이루어지는 외피(233) 내에 내장된다. 이들은 이어서, 꼬인 케이블(230)을 형성하기 위해 하나가 다른 하나의 상부에 감기게 된다.

도 10은, 도전성 와이어들 사이의 주어진 전위차에 대한, 자체의 온도의 함수로서 가열 케이블(30, 130, 230)에 의해 운반되는 가열 출력을, 선도로, 도시한다. 두꺼운 곡선은, 출력이 도전성 와이어들의 거의 비가변적인 저항 때문에 실질적으로 일정하게 유지되는, 종래기술에서의 출력 발산을 도시한다. 이 때문에, 가열 케이블의 온도는, 원드스크린 워셔액의 기화 및 고무의 탄성 특질의 상실과 관련하여 앞서 나타낸 위험을 동반하도록, 가열 국면 도중에 규칙적으로 증가한다.

대조적으로, 본 발명에서, 반도체 매트릭스(33)에 의해 발산되는 가열 출력은, 가열 국면 도중에 증가하지 않는다. 가열 출력은, 예를 들어, 특정 합금들과 더불어 일정하거나, 또는 가열 국면 도중에 규칙적으로 감소한다.

대각선으로 배치되는 정사각형들을 갖는 곡선은, 5 cm의 길이 당 1.5 바퀴의 피치로 절연 섬유(27) 상이 나선형으로 감기게 되는 스트랜드들(28)의 경우에서의, 출력의 경향을 제공하는 가운데, 기립 상태로 배치되는 정사각형들을 갖는 곡선은, 5 cm 걸쳐 8 바퀴를 동반하는 나선의 경우에서의, 이러한 출력의 경향을 제공한다. 이러한 2개의 나선형 피치 값에 대해, 운반되는 출력은, 케이블의 온도가 70℃에 도달할 때, 실제로 소멸된다는 것이, 확인될 수 있다. 그에 따라, 본 발명은, 케이블의 온도를 70 또는 75℃로 제한할 수 있도록 하며, 그리고 그에 따라 원드스크린 워셔액을 기화시키지 않도록 또는 이러한 액체를 운반하는 튜브들을 형성하기 위해 사용되는 탄성 중합체의 품질을 열화시키지 않도록 할 수 있다. 온도의 이러한 제한은, 차량의 극단적인 사용 상태에서 케이블의 온도를 제한하기 위해 도전성 와이어들에 인가될 전압을 조정하기 위한 장치를 통합할 필요 없이, 전체적으로 독립적으로 실행된다.

궁극적으로, 본 발명은, 2개의 가열 와이어 사이에 배치되며 그리고 이송 및 가열 장치(10)의 중간 벽 내에 내장되는, 반도체 매트릭스에 의해 유리하게 형성되는 케이블들의 사용에 의해 특징지어진다. 또한, 자체의 종방향으로의 당기는 힘 또는 이러한 종방향에 대해 직각인 축 상에서의 굽히는 힘에 대한 이러한 자가-조정 케이블(30, 130, 230)의 저항성을 획득하기 위해, 가열 와이어들은 우선적으로, 섬유(27)의 둘레에 나선형으로 감기는 금속 스트랜드들(28)의 형태로 생성된다. 금속 스트랜드들의 나선형 형태는, 케이블에 대해 추구되는 변형의 자유를 제공하며, 그리고 또한, 나선의 피치의 변조를 통해, 공급되는 가열 출력의 함수로서, 이러한 케이블이 도달하는 한계 온도의 값을 조절할 수 있도록 한다. 어떤 경우든, 케이블의 온도는, 케이블의 온도의 자가-조정의 효과를 통해, 가열 출력이 증가할 때 한계 값에 도달한다.

또한, 제4 실시예가, 통상적인 가열 요소에 의한 가열을 제한하기 위해, 자체의 온도에 의해 자가-조정 케이블을 통해 흐르는 전력의 자가-조정에 대한 이러한 효과를 사용한다.

도 11은 하나의 그러한 실시예를 도시한다. 이러한 예에서, 각 튜브(15)는, 도 2에 관해 앞서 설명된 종래기술에 따라, 튜브(15)의 벽(21) 내에 내장되며 그리고 그들의 말단부에서 연결되는, 2개의 가열 와이어(25, 26)에 의해 형성되는 가열 요소를 포함한다. 각 가열 와이어의 자유단은, 예를 들어, 도 1과 관련하여 설명되었던 것과 같이, 공급 및/또는 분배 시스템(9)의 연결 장치(14)에서, 튜브로부터 빠져 나간다.

가열 요소(25, 26)를 활성화하기 위해, 가열 요소는, 차량의 전기적 커넥터(40)의 제1 단자(40a)와 제2 단자(40b) 사이에서 루프를 형성하는, 이들 사이에 전위차를 생성할 수 있도록 전기의 소스에 이러한 단자들을 연결하는, 전기 회로 내에 포함된다.

유리하게, 결정된 전기적 특성 및 길이를 구비하는, 자가-조정 케이블(30a)이, 전기 회로의 제1 단자(40a)에 연결되는, 저항 손실을 최소화하는, 통상적인 도전성 케이블(41a)과, 제1 가열 와이어의 자유단과 사이에 배치된다.

자가-조정 케이블은, 앞서 설명된 변형예들 중의 하나에 따라, 생성될 수 있다. 예를 들어, 이하에서 도 3과 관련하여 주어진 설명을 참조한다. 이러한 케이블(30a)은 그에 따라, 탄소-풍부 매트릭스에 의해 분리되는, 제1 도전성 와이어(31) 및 제2 도전성 와이어(32)를 포함한다. 여기서, 자가-조정 케이블(30a)의 하나의 단부에서, 제1 도전성 와이어(31)가, 가열 와이어(25)의 자유단에 연결되며, 그리고 자가-조정 케이블(30a)의 다른 하나의 단부에서, 제2 도전성 와이어(32)가, 도전성 케이블(41a)에 연결된다.

자가-조정 케이블(30a)의 와이어들(31, 32)의 가열 와이어(25)와의 그리고 도전성 케이블(41a)과의 연결들은, 당업자에게 공지되는 크림핑 연결부들(crimped connections)(42a, 43a)에 의해 효과적으로 그리고 경제적으로 생성될 수 있다. 여기서, 이러한 연결들을 제거 가능하게 만들 필요는 없다.

바람직하게, 유사한 설정이, 제2 가열 와이어(26)의 자유단과 전기 회로의 제2 단자(40b) 사이의 제2 자가-조정 케이블(30b)과 더불어 이루어진다.

도 1의 설명에서 설명된 바와 같이, 가열 와이어들(25, 26)의 자유단들이 빠져 나가는 곳인 연결 요소(14)는 일반적으로, 원드스크린에 인접하지만 바람으로부터 보호되는, 후드의 하부에 위치하게 된다. 자가-조정 케이블들은, 그에 따라, 이들이 덕트(15)에서 직면하게 되는 것보다 일반적으로 더 높은 환경 조건들과 교환하는 온도 조건에 종속되는 곳인, 개소에 위치하게 된다.

자가-조정 케이블들은, 그에 따라, 환경 조건들이 튜브(15) 내의 워셔액 이송 및 가열 장치의 과열을 야기할 위험이 있을 때, 그들의 저항이 가열 요소의 와이어들(25, 26)을 통해 흐르는 전류를 제한하기 위해 변화하는 방식으로, 치수 결정된다. 대조적으로, 온도가 감소하며 그리고 과열의 위험이 없을 때, 자가-조정 케이블은, 액체의 가열을 보장하는 것을, 특히 덕트(15)의 성에 제거를 보장하는 것을 가능하게 하도록, 공칭 전력이 통과하는 것을 허용한다.

도시되지 않은 변형예에서, 통상적인 가열 요소(25, 26)는, 연결 장치(14) 이전의, 액체 이송 및 가열 장치(10)의 제1 부분(18) 내에 설치된다. 자가-조정 케이블(들)(30a, 30b)은 또한, 방금 가열된 액체와 열적 접촉 상태에 놓이도록, 가열 요소(25, 26)의 하류에서, 액체 운반 덕트 내에 내장되는 부분을 구비할 수 있다. 이 경우, 자가-조정 케이블(들)은, 파이프들 내에서 증기의 발생을 방지하기 위해, 이들이 100℃에 접근하는 온도에 종속될 때, 가열 요소의 전력 공급을 차단하도록 치수 결정될 수 있다.

종래기술에 따라 가열 요소와 직렬로 설치되는 자가-조정 케이블(들)(30, 31)은, 여기서, 비싼 전자기기들을 도입하지 않고, 온도 조절기 기능을 보장한다.

도 12에 도시되는 다른 변형예에서, 자가-조정 케이블(30a, 30b)은, 커넥터(40)의 단자(40a, 40b) 및 대응하는 가열 와이어(25, 26)의 자유단 사이의 일반적인 도전성 와이어를 완전히 대체한다. 이러한 배열은, 특히 자가-조정 케이블(30a) 당 단지 하나의 크림핑 연결부(42a, 42b)를 사용할 수 있도록 하며, 그리고 그에 따라 부피의 문제점을 최소화할 수 있도록 한다.

Claims (17)

1. 적어도 하나의 액체 순환 덕트(22, 23)를 경계 한정하는 벽(21) 및, 상이한 전위로 설정되는 2개의 단자를 연결하도록 의도되며 그리고 상기 벽(21) 내에 내장되는 가열 요소를 포함하는, 전기 회로를 포함하는, 액체 순환 수단(12)과 와이퍼 시스템(2)의 와이퍼(6) 사이에 설치되도록 의도되는, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치(10, 15, 18)로서,
   상기 전기 회로의 적어도 하나의 부분이, 온도 상승의 함수로서 상기 전기 회로 내에 흐르는 전류를 제한하도록 배열되는, 자가-조정 케이블(30, 130, 230)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 케이블(30, 130, 230)은, 상이한 전위를 가지며 그리고 반도체 매트릭스(33, 133)에 의해 연결되는, 적어도 2개의 전기 도전성 가열 와이어(25, 26, 125, 126, 225, 226)를 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 도전성 와이어들(25, 26, 125, 126, 225, 226)중의 적어도 하나는, 절연 섬유(27) 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 하나의 도전성 스트랜드(28)를 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 도전성 와이어는, 상기 절연 섬유 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 3개의 병렬 스트랜드(28)를 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   나선의 피치는, 5 cm의 길이에 걸쳐 1 내지 10 바퀴 사이에 놓이는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 자가-조정 케이블은, 2개의 가열 와이어(25, 26) 및 반도체 매트릭스(33)에 의해 형성되고, 상기 2개의 와이어는, 상기 덕트(22, 23)에 평행하게 그리고 상기 덕트로부터 등거리에서 연장되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   평면에 대해 서로 대칭인 2개의 액체 순환 덕트를 포함하고, 상기 자가-조정 케이블은 상기 평면 내에 배치되며, 상기 반도체 매트릭스는, 단면 상에서, 상기 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선의 양측부에서 연장되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
8. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 자가-조정 케이블(130)은, 2개의 가열 와이어(125, 126) 및 반도체 매트릭스(133)에 의해 형성되고, 상기 2개의 와이어는 동심으로 놓이며 그리고 상기 매트릭스는 상기 2개의 와이어 사이에 위치하게 되는 간격 내에 배치되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   내측 가열 와이어(126)는, 절연 섬유(27) 둘레에 나선형으로 감기는, 상기 도전성 스트랜드(28)를 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    외측 가열 와이어(125)는, 상기 반도체 매트릭스(133) 둘레에 나선형으로 감기는, 적어도 하나의 도전성 스트랜드(28)를 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    평면에 대해 서로 대칭인 2개의 원통형 액체 순환 덕트를 포함하고, 상기 자가-조정 케이블은, 가열 요소를 구성하며 그리고 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선 상에 배치되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
12. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자가-조정 케이블(230)은, 가열 요소를 구성하며 그리고, 반도체 매트릭스 내에 코팅되며 각각 절연 섬유(27) 둘레에 나선형으로 감기는 도전성 스트랜드(28)를 포함하는, 2개의 가열 와이어(225, 226)에 의해 형성되고, 상기 2개의 와이어는 서로 꼬이는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    평면에 대해 서로 대칭인 2개의 원통형 액체 순환 덕트를 포함하고, 상기 자가-조정 케이블은, 2개의 덕트의 단면들의 무게 중심들을 연결하는 선 상에 배치되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
14. 제 2항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 도전성 와이어 중의 제1 도전성 와이어(31)가 상기 전기 회로의 단자에 연결되며, 그리고 상기 적어도 2개의 도전성 와이어 중의 제2 도전성 와이어(32)가, 상기 가열 요소(25, 26)의 단부에 연결되는 것인, 적어도 하나의 자가-조정 케이블(30a)을 포함하는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 자가-조정 케이블(30a)의 적어도 일부분이 또한, 액체의 순환에 관련하여 상기 가열 요소(25, 26) 하류에서, 상기 벽(21)에 내장되는 것인, 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치.
16. 원드스크린 워셔액을 이송하기 위한 파이프라인으로서,
    제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른, 상기 액체를 이송하고 가열하기 위한 장치(10, 15, 18)를 포함하는 것인, 파이프라인.
17. 차량의 윈도우 상에 분사될 원드스크린 워셔액을 공급 및/또는 분배하기 위한 시스템(9)에 있어서,
    적어도 하나의 탱크(11), 액체 순환 수단(12), 상기 액체를 분사하기 위한 수단, 및 제 16항에 따른 파이프라인을 포함하는 것인, 시스템.

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