KR20240113820A - 윈드쉴드 와이퍼 시스템들 - Google Patents

Abstract

윈드쉴드를 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템은, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하는 양자 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 포함한다. 와이퍼 모터는 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동한다. 액추에이터는, 제 2 와이퍼 아암의 왕복운동 모션으로 액추에이터의 회전 모션을 변환시키도록 제 2 와이퍼 아암에 편심적으로 커플링된다. 차량의 팬터그래프 와이퍼 시스템은 제 1 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 1 와이퍼 아암, 제 2 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 2 와이퍼 아암, 및 단일 와이퍼 모터를 포함한다. 단일 와이퍼 모터는 제 1 피봇 구동 샤프트 및 제 2 피봇 구동 샤프트의 회전을 구동한다. 와이퍼 중간 아암이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 따라 슬라이딩하게 하도록 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암으로 와이퍼 중간 아암을 연결하는 아암-블레이드 커플러.

Description

윈드쉴드 와이퍼 시스템들

관련된 출원들에 대한 교차 참조

이 출원은 2021년 12월 6일에 제출된 미국 임시 출원 번호 제63/265,021호, 및 2022년 3월 25일에 제출된 미국 임시 출원 번호 제63/269,932호의 이익을 주장하고, 이 출원의 전체 개시는 전부 참조에 의해 이로써 통합된다.

기술분야

개시의 다양한 실시예들은 차량을 위한 윈드쉴드 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 개시의 다양한 실시예들은 차량 상의 항력을 감소시킬 수 있고/있거나 윈드쉴드에 대한 와이퍼 블레이드의 공격각을 가변할 수 있는 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 개시의 다양한 실시예들은 향상된 윈드쉴드 청결성(cleanability)을 위한 팬터그래프 와이퍼 시스템의 최대 허용 가능한 와이핑 스윕을 증가시키는 가변 가능한 만곡 블레이드 스윕이 있는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘에 관한 것이다.

윈드쉴드 청소 시스템들 및 인체공학적 차량 설계의 분야에서의 진보들은 (예: 작동 시) 윈드쉴드들을 청소하는 것에 효과적일 뿐만 아니라 비-작동시 차량 상에 항력 및 바람 소음을 감소시키는 것에도 효과적인 윈드쉴드 와이퍼 시스템들에 대한 수요에서의 증가로 이어졌다. 특정 시나리오들에서, 와이퍼 아암 및 블레이드는 상대적으로 큰 크기를 구비할 수 있고 차량을 가로질러 흐르는 공기 스트림라인(streamline)들 방향에 대해 배향될 수 있다. 이러한 상황에서, 과도한 항력 및 바람 소음은, 공기흐름이 윈드쉴드 상에 놓인 와이퍼 아암 및 블레이드와 접촉할 때 방향 변경 및 공기흐름 분리로 인해 생성될 수 있다. 기존의 팬터그래프 및 4-바 링크 윈드쉴드들은 설계상 크고 부피가 크므로 공기역학에 추가적인 도전과제들을 제시한다. 전술된 단점들을 다루는 윈드쉴드 와이퍼 시스템들에 대한 필요가 있다.

윈드쉴드 와이퍼 시스템들은, 비, 이슬비, 우박, 눈, 얼음 알갱이들(및/또는 수정체들), 및 모래 폭풍들을 포함하되 이에 제한되지 않는 위험한 환경들 중에 차량 내측 운전자의 작동 능력에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 차량 안전에 필수적인 구성 요소들이다. 그런 취지로, 다양한 차량 안전 기준들 및 규정들에 의해 명기된 바와 같이, 와이퍼 시스템들이 충분한 윈드쉴드 청결성을 제공하는 데 효과적임을 보장하기 위해 많은 주의가 필요된다.

일 양태는 윈드쉴드를 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 시스템은, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하는 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암 양자를 포함할 수 있다. 와이퍼 모터는 적어도 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동한다. 제 2 와이퍼 아암에 편심적으로 커플링된 액추에이터는 액추에이터의 회전 모션을 제 2 와이퍼 아암의 왕복운동 모션으로 변환한다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 대해 적어도 하나의 와이퍼 블레이드의 선택적 회전을 야기하도록 적어도 액추에이터의 회전 모션을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 선택적 회전이 파크 위치에 대한 것이다.

위 양태의 변형은, 선택적 회전이, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드가 윈드쉴드를 횡단할 때 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 조향하는 것이다.

위 양태의 변형은, 선택적 회전이 미리 규정된 배향 각도로 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 세팅하는 것이다.

위 양태의 변형은, 선택적 회전이, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드가 윈드쉴드를 횡단할 때 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 경사각을 변경하는 것이다.

위 양태의 변형은, 액추에이터 및 제 2 와이퍼 아암 사이에 커플링된 구동 크랭크를 더 포함한다.

일 양태는 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들을 위한 와이퍼 어셈블리에 관한 것이다. 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들은, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하는 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암 양자를 구비할 수 있다. 와이퍼 어셈블리는, 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동하도록 그리고 윈드쉴드를 가로지르는 제 1 와이퍼 아암을 통해 제 2 와이퍼 아암의 회전을 구동하도록 구성된 와이퍼 모터를 포함한다. 액추에이터는, 제 2 와이퍼 아암에 커플링되고 제 1 와이퍼 아암의 모션 방향에 일반적으로 수직인 방향으로 제 2 와이퍼 아암을 연장 및 후퇴하도록 구성된다.

일 양태는 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들을 위한 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들은, 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하는 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암 양자를 구비할 수 있다. 와이퍼 어셈블리는, 제 1 와이퍼 아암에 커플링된 구동 샤프트를 구비하는 와이퍼 모터; 구동 크랭크 및 아이들러 샤프트를 구비하는 회전 액추에이터로서, 아이들러 샤프트는 제 2 와이퍼 아암에 커플링되는, 회전 액추에이터; 및 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암이 윈드쉴드의 길이를 가로질러 앞뒤로 조향되도록 구동 샤프트 및 회전 액추에이터의 회전 모션을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.

위 양태의 변형은, 컨트롤러가 윈드쉴드 상의 미리 규정된 배향 각도로 와이퍼 블레이드를 위치시키도록 구성되는 것이다.

위 양태의 변형은, 컨트롤러가, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암이 윈드쉴드의 길이를 가로지르는 횡단 모션 중에 기준축에 대한 적어도 와이퍼 블레이드의 경사각을 변경하기 위해 아이들러 샤프트의 위치를 재조정하도록 구성되는 것이다.

일 양태는, 차량의 팬터그래프 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 팬터그래프 와이퍼 시스템은, 제 1 피봇 구동 샤프트; 제 1 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 1 와이퍼 아암; 제 2 피봇 구동 샤프트; 제 2 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 2 와이퍼 아암; 제 1 피봇 구동 샤프트 및 제 2 피봇 구동 샤프트의 회전을 구동하도록 구성된 와이퍼 모터; 제 1 피봇 구동 샤프트 또는 제 2 피봇 구동 샤프트 중 하나의 피봇 구동 샤프트에 커플링된 아이들러 피봇 샤프트; 와이퍼 중간 아암; 와이퍼 중간 아암으로 아이들러 피봇 샤프트의 회전 모션을 전달하도록 구성된 왕복운동 크랭크 및 왕복운동 샤프트; 및 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암으로 와이퍼 중간 아암을 연결하는 아암-블레이드 커플러로서, 아암-블레이드 커플러는 와이퍼 중간 아암이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 따라 슬라이딩하게 하도록 구성되는, 아암-블레이드 커플러를 구비한다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 각각이 트랙을 포함하고, 아암-블레이드 커플러가 각각의 트랙의 길이를 따라 상하 슬라이딩하도록 구성된 복수 개의 롤러들을 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 중간 아암에 커플링된 와이퍼 블레이드를 더 포함하고, 와이퍼 블레이드의 스윕이 가변 가능한 만곡 형상을 구비하는 것이다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 회전 모션이 아암-블레이드 커플러의 선형 모션과 동기(sync)되는 것이다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 모터가 단일 와이퍼 모터인 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인을 더 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인이 구동 기어 및 아이들러 기어를 절충(compromise)하는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인에 의해 제공되는 비율이 2인 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인이, 제 1 구동 피봇 샤프트 및 제 2 구동 피봇 샤프트의 회전 속도의 2배로 반대되는 방향으로 왕복운동 크랭크 및 왕복운동 샤프트를 추진하도록 구성되는 것이다.

위 양태의 변형은, 왕복운동 크랭크 및 왕복운동 샤프트의 회전 모션이 복수 개의 롤러들의 선형 모션으로 변환되는 것이다.

일 양태는 와이퍼 시스템에 관한 것이다. 와이퍼 시스템은, 와이퍼 모터; 와이퍼 모터에 의해 구동되도록 구성된 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암; 와이퍼 중간 아암; 및 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 와이퍼 중간 아암을 연결하는 아암-블레이드 커플러로서, 아암-블레이드 커플러는 와이퍼 중간 아암이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 따라 슬라이딩하게 하도록 구성되는, 아암-블레이드 커플러를 구비한다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 모터가 단일 와이퍼 모터인 것이다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 중간 아암이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 길이의 적어도 일 부분을 따라 슬라이딩한다는 것이다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 각각이 트랙을 포함하고, 아암-블레이드 커플러가 각각의 트랙의 길이를 따라 상하 슬라이딩하도록 구성된 복수 개의 롤러들을 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 시스템은 팬터그래프 와이퍼 시스템으로 구성되는 것이다.

위 양태의 변형은, 와이퍼 중간 아암에 커플링된 와이퍼 블레이드를 더 포함하고, 와이퍼 블레이드의 스윕이 가변 가능한 만곡 형상을 구비하는 것이다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암의 회전 모션이 아암-블레이드 커플러의 선형 모션과 동기되는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인을 더 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인이 구동 기어 및 아이들러 기어를 절충하는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인에 의해 제공되는 비율이 2인 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암 그리고 중간 아암 사이의 속도비를 가변하도록 구성되는 것이다.

위 양태의 변형은, 기어 트레인이 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 대한 중간 아암의 각위치를 제어하도록 구성되는 것이다.

일 양태는 윈드쉴드를 와이핑하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 의해 지지된 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 제공하는 단계; 적어도 제 1 와이퍼 아암을 회전하는 단계; 및 제 2 와이퍼 아암의 왕복운동 모션으로 회전 모션을 변환하는 단계를 포함한다.

위 양태의 변형은, 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 대해 적어도 하나의 와이퍼 블레이드의 선택적 회전을 야기하도록 회전 모션을 제어하는 단계를 더 포함하는 것이다.

위 양태의 변형은, 선택적 회전이 파크 위치에 대한 것이라는 것이다.

본 발명들은 첨부한 도면들에 대해 기술되고, 유사한 참조 문자들은 첨부한 도면들에서 유사한 요소들을 참조하고, 여기서:
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량을 위한 와이퍼 시스템을 포함하는 블록도이다.
도 2는 윈드쉴드에 대해 놓인 도 1의 와이퍼 시스템을 포함하는 차량의 예시적인 도면이다.
도 3은 도 2로부터의 윈드쉴드의 평면도이고, 윈드쉴드의 와이핑된 영역의 왼쪽 에지와 정렬된 도 1의 와이퍼 시스템의 와이퍼 블레이드를 도시한다.
도 4는 도 3으로부터의 윈드쉴드의 측면도이고, 윈드쉴드 상에 휴지(resting) 위치 또는 파크된 위치로 이동된 와이퍼 시스템의 와이퍼 블레이드를 도시한다.
도 5는 규제 요구조건들에 대하여 도 1의 와이퍼 시스템에 의해 와이핑되기 위해 요구되는 예시적인 시야 구역들을 도시한다.
도 6은 윈드쉴드를 가로지르는 공기흐름을 방해하는 와이퍼 블레이드 및/또는 아암들에 대한 제 1 파크 위치를 도시한다.
도 7은 도 6과 비교하여 윈드쉴드를 가로지르는 공기흐름을 개선하는 와이퍼 블레이드 및/또는 아암들에 대한 제 2 파크 위치를 도시한다.
도 8은 구동 샤프트 및 아이들러 샤프트를 도시하는 도 1의 와이퍼 시스템의 일 부분의 사시도이다.
도 9는 도 8로부터의 와이퍼 시스템의 부분의 평면도이다.
도 10은 작동 위치로부터 비작동 위치 또는 파크된 위치로 와이퍼 블레이드를 이동시키기 위한 예시적인 단계들을 보여주는 일련의 (왼쪽에서 오른쪽으로의) 도면들을 도시한다.
도 11은 동적 와이핑 조건들(예: 작동) 중에 윈드쉴드 표면 상에 와이퍼 블레이드를 재배향하기 위해 도 1의 시스템에 의해 수행되는 공격각 최적화 기술을 도시한다.
도 12 및 도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 도면의 등척성 포인트로부터의 팬터그래프 와이퍼 시스템에 대한 가변 가능한 곡선 블레이드 스윕을 갖는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘을 도시한 도면들이다.
도 14는 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘의 평면도이다.
도 15는 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘의 측면도이다.
도 16은 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘의 후면도이다.
도 17은 규제 요구조건들에 대한 바와 같이 와이퍼 시스템에 의해 커버될 필요가 있는 전형적인 시야 구역들뿐만 아니라 대형 높이-대-폭 윈드쉴드 치수들을 갖는 차량 상에 설치된 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘이 있는 팬터그래프 와이퍼 시스템을 도시한다.
도 18은 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕 대 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘을 갖는 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕 사이의 비교를 제공한다.
도 19는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘이 있는 팬터그래프 와이퍼 시스템이 윈드쉴드를 가로질러 스윕할 때의 3개의 상이한 위치들을 도시한다.
도 20은 대형 높이-대-폭 종횡비를 갖는 윈드쉴드 상의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘을 갖는 팬터그래프 와이퍼 시스템의 극한 위치들을 도시한다.
도 21은 3개의 상이한 윈드쉴드 크기들에 대한 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕을 도시한다: 1에 가까운 높이-대-폭 종횡비, 1보다 훨씬 작은 높이-대-폭 종횡비, 1보다 훨씬 큰 높이-대-폭 종횡비.
도 22는 특정 각도들에서 아이립스(eyellipse)로부터 프로젝팅하는 4개의 평면들에 의해 규정되는 3개의 상이한 비전 구역들의 백분율로서 최소 와이핑된 영역 요구조건들에 대한 SAE 차량 안전 권장 사례 J942 표준들(SAE Vehicle Safety Recommended Practice J942 standards)을 도시한다.
도 23은 대형 높이-대-폭 비율을 갖는 가상의 윈드쉴드에 대한 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템 대 본원에 개시된 팬터그래프 와이퍼 시스템의 효과적인 와이핑 스윕을 비교하는 표를 포함한다.

제 1 작동 모드에서 와이퍼 블레이드를 위한 파크 위치를 제공하는 와이퍼 시스템이 일반적으로 설명된다. 제 2 작동 모드에서, 와이퍼 시스템은 윈드쉴드를 와이핑할 때 와이퍼 시스템을 위한 공격각을 가변할 수 있다. 와이퍼 시스템의 포지셔닝은 공기 역학적으로 선택될 수 있다.

와이퍼 시스템은 차량 상에 쉽게 설치될 수 있는 모듈식 아키텍처를 구비할 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템은 와이퍼 모터 및 액추에이터를 포함한다. 와이퍼 모터는 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동할 수 있고 그리고 제 1 와이퍼 아암을 통해 제 2 와이퍼 아암의 회전을 간접적으로 구동할 수 있다. 와이퍼 아암들은 팬터그래프 설계 세팅-업에서 와이퍼 블레이드를 지지하는 단일 와이퍼를 형성하기 위해 서로 커플링될 수 있다. 제 2 와이퍼 아암에 커플링된 액추에이터는 제 2 와이퍼 아암을 적어도 부분적으로 왕복운동으로 파크로 이동할 수 있고/있거나 와이퍼 블레이드의 공격각을 변경할 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템은 구동 샤프트 및 아이들러 샤프트의 움직임을 동기한다.

와이퍼 시스템은 구동 샤프트에 대한 아이들러 샤프트의 상대적인 모션 및 위치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 구동 크랭크를 통한 아이들러 샤프트의 상대적인 모션은, 와이핑 중에 공기흐름 스트림라인들 방향으로 와이퍼 블레이드를 재배향하기 위해 뿐만 아니라 와이퍼 시스템의 비-작동 중에 와이퍼 블레이드를 파크 위치로 이동하기 위해 윈드쉴드의 좁은 부분을 가로질러 앞뒤로 와이퍼 아암들 중 하나의 와이퍼 아암을 조향하도록 제어될 수 있다. 이는 차량이 모션 중일 때 저압 영역들이 생성되는 윈드쉴드의 측부들에서 감소된 항력 발생 및 공기흐름 분리의 결과를 낳을 수 있다. 대안적으로 말하면, 와이퍼 시스템은, 윈드쉴드 표면에 대한 와이퍼 블레이드 및 와이퍼 아암들의 공격각을 개선하는 것에 기초하여 와이핑 작동 중에 윈드쉴드에 대해 와이퍼 아암들을 재배향하기 위해 및/또는 비-작동 중에 와이퍼 블레이드를 파크하기 위해 아이들러 샤프트 위치에서의 조정을 활용할 수 있다.

특정 실시예들에서, 컨트롤러는, 구동 샤프트가 미리 결정된 작동 와이퍼 각도에 따라 윈드쉴드를 가로질러 와이퍼 아암들을 스윕할 때 기준축에 대해 와이퍼 아암들의 상대적인 각도를 최적화할 수 있다. 와이핑 작동 중에 와이퍼 아암들의 이러한 연속적인 시간 기반의 제어는 제 2 작동 모드에서 와이퍼 블레이드의 청소 능력을 향상할 수 있다. 결과적으로, 와이퍼 시스템은 바람-소음을 최소화하고, 차량의 주행 거리를 증가시키고, 윈드쉴드의 개선된 청소 작동을 제공하는 능력을 구비한다.

종래의 팬터그래프 및 4-바 링크 윈드쉴드 와이퍼 시스템들은 보통적으로 윈드쉴드 설계(도 5 참조)의 고도로 기울어진 높이-대-폭 종횡비의 규제 와이퍼 구역 커버리지 요구조건들을 수용하기 위해 편심적인 와이퍼 아크 패턴을 생성한다. 와이퍼 아암들 및 와이퍼 블레이드의 크게 노출된 표면들은, 다가오는 공기 흐름 라인들을 고려하기 위해 배향되지 않기 때문에 차량의 공기역학들을 해칠 수 있다. 와이퍼 시스템들은 차량 상에 간헐적으로 사용되기 때문에, 이 점에서, 와이퍼 시스템들은, 비, 먼지, 염분 또는 다른 오염원들이 윈드쉴드 상에 적층하는 것과 같이 좋지 못한 가시성을 일으키는 특정 조건들 하에서만 사용된다. 따라서, 대부분의 운전 시간 중에 와이퍼 시스템들은 차량에 상당한 항력을 발생시키는 휴지 위치에 파크된다. 추가 항력을 극복하기 위해, 차량은 추가 전력을 소비하고 이는 차량 효율성 및 주행 거리를 감소시킨다. 본원에 개시된 와이퍼 시스템의 실시예들은, 제 1 작동 모드에서 와이퍼 아암들 및/또는 와이퍼 블레이드를 위해 최적화된 파크 위치를 제공할 수 있다.

특정 실시예들에서, 본원에 개시된 와이퍼 시스템들은 복잡한 윈드쉴드 곡률들 및 가변하는 윈드쉴드 표면 프로파일들을 수용하도록 개량될 수 있다. 특정 실시예들에서, 본원에 개시된 와이퍼 시스템은, 와이퍼 아암들이 제 2 작동 모드 중에 앞뒤 모션으로 윈드쉴드를 횡단할 때 와이퍼 아암들에 대한 와이퍼 블레이드의 위치를 조정 또는 가변할 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 아암들에 대한 와이퍼 블레이드의 위치는 연속적으로 변경될 수 있다. 특정 실시예들에서, 제 1 방향으로 윈드쉴드를 횡단할 때 와이퍼 아암들에 대한 와이퍼 블레이드의 포지셔닝은 와이퍼 블레이드가 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 이동할 때와 다르다. 특정 실시예들에서, 본원에 개시된 와이퍼 시스템은 와이핑 결과들을 개선하기 위해 와이퍼 블레이드의 공격각 및 횡단 배향을 연속적으로 조정한다.

기준들 및 규정들은, 각각의 고유한 차량에 속하(pertain)는 윈드쉴드 시야 구역들의 백분율로서 와이핑된 영역에 대한 최소 요구조건들을 제공한다. 시야 구역들은, 운전자의 눈 위치를 통계적으로 나타내는 "아이립스"라고 불리는 차량 내측 지점 밖으로 프로젝팅하는 4개의 가상 평면들에 의해 구축된 윈드쉴드 글레이징(glaze) 표면 상의 특정 영역들이다. 아이립스의 밖으로 프로젝팅된 4개의 평면들은, 각각의 시야 영역의 상, 하, 왼쪽, 및 오른쪽 주변들을 형성하기 위해 윈드쉴드 글레이징 표면과 교차한다. 이하에서, 시야 구역의 백분율로 표현되는 최소 와이핑된 영역은, 차량을 작동하기 위해 필요한 최소 뷰잉(view) 요구조건들을 제공하기 위해 확립된다. 하나의 이러한 요구조건은 SAE 차량 안전 권장 사례 J942에 의해 제공된다.

기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템들은 정사각형의 치수들과 어느 정도 유사한 세미-트럭들, 대형 트럭들 및 버스들에 이상적이고, 이는 그것들이 4-바 링키지 와이퍼 시스템들과 같은 다른 와이퍼 시스템들과 비교될 때 시야 구역들의 백분율로 최대 유효 와이핑된 패턴 (또는 이 문서에서 언급되는 와이핑 스윕)을 제공하기 때문이다. 또한 그것들은 4-바 링키지 와이퍼 시스템들에서 볼 수 있듯이 그것들이 모션 중에 대형 링키지들을 소유하지 않기 때문에 차량 환경에서 가장 적은 패키징 공간을 소비한다. 그러나, 특정 차량들에서, 윈드쉴드 형상에서 정사각형 형상으로부터의 상당한 편차는, 시야 구역들의 상-하 주위 및 좌-우 주위 사이의 대칭 균형을 기울일 수 있고, 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템에 최대 와이핑 스윕을 제공하는 데에서, 또는 심지어 최소 와이핑된 영역 요구조건들을 충족하지 못하는 일부 경우들에서, 비효율적이게 렌더링(render)한다.

높이-대-폭 종횡비가 실질적으로 1보다 작은 윈드쉴드들에서, 아이립스의 밖으로 프로젝팅된 2개의 평면들의 왼쪽 각도 및 오른쪽 각도의 합은 아이립스의 밖으로 돌출된 2개의 평면들의 상하 각도들의 합을 초과한다. 이는 높이에 비해 더 넓은 폭을 갖는 와이핑 스윕을 요구하는 기울어진 시야 구역을 초래한다. 이 시나리오에서, 4-바 링키지 와이퍼 시스템이 사용하기에 더 적합한 장치(arrangement)이거나 (이는 더 복잡하고 더 많은 패키징 공간을 차지함) 또는 2개의 팬터그래프 시스템들을 한 줄로 사용한다(이는 와이퍼 시스템의 비용을 두 배로 함). 대조적으로, 높이-대-폭의 종횡비가 1보다 훨씬 큰 경우, 더 긴 와이퍼 아암들 및 더 긴 블레이드가 있는 팬터그래프 와이퍼 시스템은 폭보다 높이가 긴 와이핑 스윕을 제공기 위해 필요하다. 그러나, 이러한 시스템은, 블레이드의 비용, 복잡성, 및 질량을 증가시키는 부피가 큰 휘플트리(whippletree) 메커니즘이 이용되지 않는 한 블레이드 길이를 따라 고르지 않은 힘 분포로 인해 어려움을 겪게 될 것이다. 이 부적절한 힘 분배는 결과적으로 와이퍼 시스템의 청결성 성능을 감소시킬 것이다. 더욱이, 더 길고 무거운 아암 및 블레이드 어셈블리 때문에, 더 큰 모멘트 아암은 와이퍼 모터의 피봇 축 상에 작용하고 이는 궁극적으로 와이퍼 모터의 토크 사양들 및 전압 사양들을 증가시키고, 이는 훨씬 더 비싼 와이퍼 시스템에 이른다. 현존하는 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕 한계들을 다루는 팬터그래프 와이퍼 시스템이 본원에 개시된다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 와이퍼 시스템(105)을 포함하는 차량(100)의 블록도이다. 도 2는 윈드쉴드(112)에 대해 놓인 도 1의 와이퍼 시스템(105)을 포함하는 도 1로부터의 차량(100)의 예시적인 도면이다. 차량(100)은 전기 차량, 하이브리드 차량, ICE 차량, 운전자-보조 역량들을 갖춘 차량, 및/또는 자율 주행 역량들을 갖춘 차량일 수 있다. 실시예들에서, 차량(100)은 공수 차량, 수상 차량, 또는 공수 또는 육상의 하이브리드인 차량일 수 있다.

특정 실시예들에서, 차량(100)은, 디스플레이(104) 및 디스플레이(104)를 위한 사용자 인터페이스(102)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 디스플레이(104)는, 사용자 인터페이스(102)(UI)를 통해 다양한 유형들의 정보 및 제어들을 렌더링(render)하는 적합한 논리, 회로, 인터페이스들, 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, UI(102)는 와이퍼 시스템(105)을 작동하기 위한 다양한 유형들의 정보, 제어들, 또는 세팅들을 표시하는 맞춤형 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)일 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템(105)은 차량 조향 스토크(stalk)에 제공된 와이퍼 스위치 또는 하드웨어 제어 버튼에 의해 제어되거나 작동될 수도 있다. 특정 실시예들에서, 디스플레이(104)는 차량(100)의 사용자로부터 입력을 수신하는 터치 스크린일 수 있다.디스플레이(104)의 예시들은, 인포테인먼트 헤드 유닛의 디스플레이, 프로젝션 기반의 디스플레이, 투시형(see-through) 디스플레이, 및/또는 전기 변색(electro-chromic) 디스플레이를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

특정 실시예들에서, 차량(100)은, 전력 모듈(103) 및 전력 모듈(103)을 위한 배터리 또는 배터리-팩(101)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 배터리(101)는, 차량(100)의 디스플레이(104) 및 와이퍼 시스템(105)의 작동에 필요한, (미도시된) 하나 이상의 전기 회로 또는 로드(load)를 위한 전력의 재충전 가능한 공급원일 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 배터리 대신에, 배터리-팩(101)은 차량(100)에 전력을 공급하기 위해 평면 어레이 또는 비평면 어레이로 배열된 복수 개의 배터리들을 구비한다.

특정 실시예들에서, 전력 모듈(103)은, 와이퍼 시스템(105) 및 디스플레이(104)와 같은 차량(100)의 로드들 및 다양한 전기 회로들에 배터리(101)의 전력 출력 및 충전을 조절할 수 있다. 특정 실시예들에서, 전력 모듈(103)은 전력 전자장치들을 포함할 수 있다.

특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템(105)은 컨트롤러(106)(예: 전자 제어 유닛(ECU))를 포함한다. 특정 실시예들에서, 전력 모듈(103)은, 와이퍼 시스템(105)의 상이한 작동 컴포넌트들을 위한 전류 및 전력 분배를 변조(modulate)하기 위해 컨트롤러(106)로부터 제어 신호들을 수신하도록 컨트롤러(106)에 통신적으로(communicatively) 연결될 수 있다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 와이퍼 시스템(105)의 복수 개의 작동 파라미터들을 제어한다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는, 와이퍼 시스템(105)의 상이한 작동 컴포넌트들에 대한 전력 및 전류의 개량적인 변조에 기초하여 와이퍼 시스템(105)의 복수 개의 작동 파라미터들을 제어한다. 예시적인 파라미터들은, 액추에이터(108)의 작동하는 구동 각도 및 각속도, 와이퍼 장치의 와이퍼 아암(109, 110)의 미리 보정된(pre-calibrated) 경사각 (또는 경사각에서의 변화), 및 2개의 와이퍼 아암(109, 110)들의 이동 빈도(frequency)를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 와이퍼 시스템(105)은, 와이퍼 모터(107) 및 액추에이터(108)를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 액추에이터(108)는, 구동 크랭크(117)에 부착된 아이들러 샤프트(116)를 포함한다(도 8). 특정 실시예들에서, 액추에이터(108)는, 액추에이터(108)의 적어도 일부의 회전 모션을 와이퍼 아암(110)의 왕복운동 모션으로 변환하도록 와이퍼 아암(110)에 편심적으로 커플링된다.

특정 실시예들에서, 와이퍼 모터(107)는 구동 샤프트(115)를 구동할 수 있는 반면, 액추에이터(108)는 아이들러 샤프트(116)를 구동할 수 있다. 특정 실시예들에서, 구동 샤프트(115) 및 아이들러 샤프트(116)는 각각으로 와이퍼 아암(109, 110)을 각각 구동한다. 도시된 실시예에서, 와이퍼 시스템(105)은, 2개의 와이퍼 아암(109, 110)들 및 단일 와이퍼 블레이드(111)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 와이퍼 아암(109, 110)들은 팬터그래프 설계 세팅-업에서 와이퍼 블레이드(111)를 지지하는 단일 와이퍼를 형성하기 위해 서로 커플링된다. 물론, 개시는 그렇게 제한되지는 않는다. 와이퍼 시스템(105)의 실시예들은, 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 임의의 수의 와이퍼 아암(109, 110)들 및 연관된 와이퍼 블레이드(111)들을 포함할 수 있다.

특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 와이퍼 모터(107) 및 액추에이터(108)에 통신적으로 커플링된다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 구동 샤프트(115) 및 아이들러 샤프트(116)의 움직임을 제어한다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 아이들러 샤프트(116)와 함께 구동 샤프트(115)의 움직임을 동기한다.

와이퍼 시스템(105)의 예시적인 실시예는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3은 도 2로부터의 윈드쉴드(112)의 평면도이고, 윈드쉴드(112)의 와이핑된 영역의 왼쪽 에지와 정렬된 도 1의 와이퍼 시스템(105)의 와이퍼 블레이드(111)를 도시한다. 도 4는 도 3으로부터의 윈드쉴드(112)의 측면도이다. 와이퍼 시스템(105)은 모듈식 아키텍처를 구비할 수 있다. 예를 들어, 와이퍼 시스템(105)은 프리(pre)-조립된 모듈일 수 있고, 이에 따라 차량(100)에 대한 조립 시간을 단축할 수 있다.

특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는, 윈드쉴드(112)의 와이핑 중에 뿐만 아니라 휴지 위치 또는 파크된 위치로 와이퍼 아암(109, 110)들을 조향하기 위해 와이퍼 모터(107) 및 액추에이터(108)를 제어할 수 있다. 특정 실시예들에서, 휴지 위치 또는 파크된 위치는, 차량(100)의 스트림라인형 공기흐름 벡터에 대한 방해를 감소시키는 윈드쉴드(112) 상의 위치에 와이퍼 아암(109, 110)들 및/또는 와이퍼 블레이드(111)를 배치하도록 선택된다.

도시되지는 않았지만, 차량(100)은 차량 내 네트워크를 포함할 수 있고, 이는 디스플레이(104), 와이퍼 시스템(105)의 컨트롤러(106), 및 차량(100)에서의 다른 연관된 회로 중에 데이터를 교환하기 위한 통신 포트들과 같은, 차량(100)의 다양한 제어 유닛들, 컴포넌트들, 및/또는 시스템들 사이의 통신을 위한 통신 채널들 및 포트들을 제공한다. 차량 내 네트워크는, 차량(100)의 텔레매틱스(telematics) 제어 유닛(TCU)과 같은 컨트롤러(106) 및 다른 ECU들 사이의 통신 및/또는 액세스 제어를 용이하게 할 수 있다.

차량(100)에서의 다양한 디바이스들 또는 컴포넌트들은, 다양한 유선 및 무선 통신 프로토콜들에 따라, 차량 내 네트워크에 연결할 수 있다. 차량 내 네트워크를 위한 유선 및 무선 통신 프로토콜들의 예시들은, VAN(Vehicle Area Network), CAN 버스, D2B(Domestic Digital Bus), TTP(Time-Triggered Protocol), FlexRay, IEEE 1394, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access With Collision Protection) 기반의 데이터 통신 프로토콜, I²C(Inter-Integrated Circuit), IEBus(Inter Equipment Bus), SAE(Society of Automotive Engineers) J1708, SAE J1939, 국제 표준화 기구(ISO) 11992, ISO 11783, MOST(Media Oriented Systems Transport), MOST25, MOST50, MOST150, 플라스틱 광섬유(POF), 전력-라인 통신(PLC), 직렬 주변 인터페이스(SPI) 버스, 및/ 또는 로컬 상호 연결 네트워크(LIN)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

도 5는 규제 요구조건들에 대하여 와이핑되기 위해 요구될 수 있는 예시적인 시야 구역(118)들을 도시한다. 와이퍼 시스템(105)에 대한 예시적인 와이핑된 구역(119)은 또한 도 5에 점선들로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 와이퍼 아암(109, 110)들은 와이퍼 모터(107)의 구동 샤프트(115), 액추에이터(108)의 구동 크랭크(117)에 커플링된 아이들러 샤프트(116), 및 와이퍼 블레이드(111) 모두에 커플링된다. 특정 실시예들에 있어서, 와이퍼 아암(109, 110)들은, 단일 팬터그래프 와이퍼를 형성하기 위해 와이퍼 블레이드(111)의 길이를 따라 와이퍼 블레이드(111)에 커플링될 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 아암(109, 110)들 중 적어도 하나의 와이퍼 아암은 아이들러 샤프트(116)에 커플링될 수 있고, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 와이퍼 아암(109, 110)은 와이퍼 모터(107)의 구동 샤프트(115)에 커플링될 수 있다.

도 6은 윈드쉴드(112)를 가로지르는 공기흐름을 방해하는 와이퍼 블레이드(111) 및/또는 아암(109, 110)들에 대한 제 1 파크 위치를 도시한다. 도 6에서, 라인(120)들은 방해된 공기흐름을 나타내고, 라인(121)들은 방해되지 않은 공기흐름을 나타낸다. 도 7은 도 6과 비교하여 윈드쉴드(112)를 가로지르는 공기흐름을 개선하는 와이퍼 블레이드(111) 및/또는 아암(109, 110)들에 대한 제 2 파크 위치를 도시한다. 도 7에서, 방해된 공기흐름을 나타내는 라인(120)들은 더 적다.

도 8은 도 1의 와이퍼 시스템(105)으로부터의 적어도 와이퍼 모터(107)의 사시도이다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템(105)은, 구동 샤프트(115) 및 아이들러 샤프트(116)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 모터(107)는, 차량(100)에 부착하기 위한 마운트(122)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 모터(107)는 지지 구조(123)를 포함할 수 있다.

특정 실시예들에서, 액추에이터(108)는, 와이퍼 모터(107)와 동일한 지지 구조(123)에 부착된다. 특정 실시예들에서, 액추에이터(108)의 구동 크랭크(117)는 아이들러 샤프트(116)에 커플링된다. 특정 실시예들에서, 아이들러 샤프트(116)는 와이퍼 아암(109, 110)들 중 하나의 와이퍼 아암의 단부에 커플링된다. 컨트롤러(106)로부터의 제어 신호들에 기초하여, 와이퍼 아암(109, 110)들 및 와이퍼 블레이드(111)는 와이퍼 블레이드(111)에 대한 특정 와이핑 각도로 적재(stow) 및/또는 배치될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(108)의 구동 크랭크(117)는, 와이퍼 아암(109, 110)들 및 와이퍼 블레이드(111)를 적재 하고/하거나 와이퍼 블레이드(111)의 와이핑 각도를 세팅 또는 변경하기 위해 회전할 수 있다. 액추에이터(108)는 스테퍼(stepper) 모터, 서보 모터, 디지털-서보 모터, 또는 또 다른 모터일 수 있다.

도 9는 도 8로부터의 와이퍼 모터(107)의 평면도이다. 아이들러 샤프트(116) 및 구동 샤프트(115) 사이의 움직임의 예시적인 관계가 도 9에 도시되어 있다. 특정 실시예들에서, 구동 모터(107) 및 액추에이터(108)는, 도 9에 도시된 회전 모션을 사용하여 윈드쉴드(112)의 폭을 가로질러 횡단 방식으로 와이퍼 시스템(105)의 와이퍼 아암(109, 110)들을 집합적으로 이동시킨다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템(105)은 구동 샤프트(115) 및 아이들러 샤프트(116)의 움직임을 동기한다. 특정 실시예들에서, 동기화는 전자 신호 통신을 통해 발생한다.

특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는, 와이퍼 아암(110)에 커플링된 아이들러 샤프트(116)의 조향을 허용하도록 와이퍼 아암(109)에 연결된 구동 샤프트(115)의 회전에 대해 액추에이터(108)의 구동 크랭크(117)의 회전 모션을 제어한다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는, 마이크로컨트롤러, Application-Specific Integrated Circuit(ASIC) 프로세서, 마이크로컨트롤러, 상태 머신, 및/또는 다른 프로세서들 또는 제어 회로들을 포함할 수 있지만, 포함하는 것에 제한되지는 않는다.

도 10은 작동 위치로부터 비작동 위치 또는 파크된 위치로 와이퍼 블레이드(111)를 이동시키기 위한 예시적인 단계들을 보여주는 일련의 (왼쪽에서 오른쪽으로의) 도면들을 도시한다. 특정 실시예들에서, 작동 중에, 트리거 신호(또는 명령)는 와이퍼 블레이드(111)를 파크 위치로 적재하는 작동을 개시(initiate)하기 위해 컨트롤러(106)에서 수신될 수 있다. 기준축(200)에 대한 와이퍼 아암(109, 110)들 및 와이퍼 블레이드(111)의 이동의 정도는 도 10에 도시되어 있다.

특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 윈드쉴드(112)를 가로지르는 와이퍼 아암(109, 110)들 양자 및 와이퍼 블레이드(111)의 횡단 모션 중에 기준축(200)에 대해 와이퍼 아암(109, 110)들의 배향 각도를 조정할 수 있다.

특정 실시예들에서, 액추에이터(108)는 와이퍼 아암(109, 110)들의 각변위를 결정한다. 예를 들어, 와이퍼 블레이드(111)는 사용되지 않을 때 윈드쉴드 중앙라인에 대해 "45도" 각도로 경사질 수 있다. 그러나, 작동 시, 와이퍼 블레이드(111)는 기준축(200)에 대해 "90도"와 같은 특정 배향각으로 경사질 수 있다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 블레이드(111) 및 와이퍼 아암(109, 110)들에 대해 특정 배향각이 세팅된 후, 와이퍼 모터(107)는 윈드쉴드(112)의 길이를 따라 와이퍼 아암(109, 110)들을 이동시킨다. 특정 실시예들에서, 컨트롤러(106)는 액추에이터(108) 및 와이퍼 모터(107) 양자에 전류/전력의 공급을 제어하고, 시간의 함수로서 이들의 각각에 전력 출력을 가변한다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 시스템(105)은, 차량 설계의 민감도를 공기역학적 항력 및 와이핑 질(quality)과 비교할 때, 팬터그래프 및 4-바 링크 스타일 와이퍼 시스템들을 기존 것들보다 더 효율적으로 만든다. 이들 이점들은, 사용자들이 그들의 차량의 주행 거리를 증가시키게 할 수 있으면서 또한 보다 조용하고 안전한 운전 경험을 갖게 한다.

도 11은 동적 와이핑 조건들(예: 작동) 중에 윈드쉴드(112) 표면 상에 와이퍼 블레이드(111)를 재배향하기 위해 도 1의 와이퍼 시스템(105)에 의해 수행되는 공격각 최적화 기술을 도시한다. 특정 실시예들에 있어서, 와이퍼 아암(109, 110)들 또는 와이퍼 블레이드(111)를 위한 경사각은 (예: 기준축(300)에 대해 "-5° 내지 +5°") 범위 내에서 조정될 수 있다. 레벨(level)링 플레이트(124)는 도 11에 도시되어 있다. 물론, 개시는 그렇게 제한되지는 않는다. 와이퍼 시스템(105)의 실시예들은 개시의 범위를 벗어나지 않고 임의의 범위 내에서 조정될 수 있다. 특정 실시예들에서, 경사각은, 와이핑 질을 향상시키고 블레이드 플립-오버 소음을 최소화하기 위해 오염물질의 유형, 윈드쉴드의 젖음/건조함 및 날씨 조건들에 기초하여 조정될 수 있다.

특정 실시예들에서, 윈드쉴드(112)의 와이핑 중에, 트리거 신호는 공격각을 동적으로 조정한다. 수신된 트리거 신호에 기초하여, 컨트롤러(106)는, 액추에이터(108)에 특정 전력을 제공하기 위해 전력 모듈(103)에 제어 신호들(또는 제어 명령들)을 발생시키고 전송할 수 있다. 특정 실시예들에서, 트리거 신호는, 사용자 입력에 기초하여 컨트롤러(106)에서 수신될 수 있다. 예를 들어, 차량(100)의 사용자는, 와이퍼 시스템(105)의 작동을 시작하기 위해, 와이퍼 파크 스위치를 "ON"으로 스위칭하거나 디스플레이(104)를 통해 UI(102) 상의 UI 컨트롤을 선택할 수 있다.

특정 실시예들에서, 수신된 트리거 신호에 응답하여, 컨트롤러(106)는 와이퍼 아암(109, 110)들에 부착된 와이퍼 블레이드(111)를 특정 배향각으로 위치한다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 배향각은 주요 기능으로서 윈드쉴드(112)의 길이 방향의 축에 대해 대략 "45°"(즉, 기울어진 위치)일 수 있다. 와이퍼 블레이드(111)는, 이전 위치로부터, 예를 들어, "90°"에 가까운 배향각(예: 능동적인 와이핑 모드)에 특정 배향각으로 위치될 수 있다. 물론, 개시는 그렇게 제한되지는 않는다. 와이퍼 시스템(105)의 실시예들은 개시의 범위를 벗어나지 않고 임의의 배향각으로 조정될 수 있다. 특정 실시예에서, 액추에이터(108)는 아암(109, 110)들 중 하나의 아암에 부착된 아이들러 샤프트(116)를 재-포지셔닝함으로써 길이 방향의 축에 대해 특정 배향각으로 와이퍼 블레이드(111)를 위치할 수 있다. 수신된 트리거 신호에 기초하여, 액추에이터(108)는 아이들러 샤프트(116)를 적절하게 재위치할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 도면의 등척성 포인트로부터의 팬터그래프 와이퍼 시스템에 대한 가변 가능한 곡선 블레이드 스윕을 갖는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)을 도시한다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 차량(214)에 쉽게 설치될 수 있는 모듈식 아키텍처를 구비할 수 있다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 와이퍼 모터 출력에 커플링된 2개의 구동 피봇 샤프트(203)들을 포함할 수 있는 와이퍼-장치를 포함한다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 기어 트레인을 통해 구동 피봇 샤프트(203)들 중 하나의 구동 피봇 샤프트에 커플링된 아이들러 피봇 샤프트(204)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 중간 와이퍼 아암(209)에 아이들러 피봇 샤프트(204)를 커플링하는 왕복운동 크랭크(207) 및 왕복운동 샤프트(208), 2개의 와이퍼 아암(210, 211)들, 와이퍼 블레이드(213), 및 와이퍼 블레이드(213)에 총 3개의 와이퍼 아암(209, 210, 211)들을 연결하는 아암-블레이드 커플러(212)를 포함한다. 전술된 컴포넌트들은, 가변 가능한 만곡 블레이드 스윕을 위한 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘을 갖는 팬터그래프 와이퍼 시스템을 형성하기 위해 함께 조립될 수 있다.

특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 2개의 자유도들을 활용할 수 있고, 그 중 하나는 도 12에 도시된 바와 같이 와이퍼 아암(209) 또는 와이퍼 아암(210) 중 어느 하나의 와이퍼 아암에 평행한 축을 따른 순수한 병진 모션이다. 다른 자유도는, 왕복운동 샤프트(208)와 동심인 축에 대해 순수한 회전 모션일 수 있다. 특정 실시예들에서, 임의의 순간에 시간에서 병진 모션 및 회전 모션의 벡터 추가는, 와이퍼 블레이드(213)가 와이핑 사이클의 하나의 주기 중에 더 큰 영역을 가로질러 스윕하게 하는 것을 허용한다. 다시 말하면, 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 와이퍼 블레이드(213)가 윈드쉴드(215)를 가로질러 상하로 횡단하게 하면서 동시에 좌우로 횡단하게 할 수 있고, 시야 구역들의 더 넓은 커버리지 및 윈드쉴드(215)의 향상된 청결성을 허용한다. 이러한 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 2 자유도 출력 모션을 구비함에도 불구하고, 단일 모터로부터 1 자유도 입력만 필요할 수 있고, 이는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)을 다른 대안적인 와이퍼 시스템들과 비교할 때 큰 높이-대-폭 종횡비를 갖는 윈드쉴드(215)들을 위한 비용 효과적인 와이퍼 시스템으로 만들고, 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템들 및 4-바 링키지 와이퍼 시스템들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)에서 발생하는 동시적인 병진 및 회전 모션의 작동은 도 12에 도시되어 있다. 모터 하우징(201)은 (미도시된) 모터를 수용할 수 있다. 특정 실시예들에서, 모터는 2개의 샤프트들, 즉 구동 피봇 샤프트(202) 및 구동 피봇 샤프트(203)를 동기 교번 회전 모션으로 구동한다. 특정 실시예들에서, 구동 피봇 샤프트(202)는 와이퍼 아암(210)에 부착될 수 있고, 구동 피봇 샤프트(203)는 와이퍼 아암(211)에 부착될 수 있다. 특정 실시예들에서, 모터에 직접적으로 연결되지 않은 아이들러 피봇 샤프트(204)는, 기어 트레인을 통해 구동 피봇 샤프트(202, 203)들 중 어느 하나의 구동 피봇 샤프트와 커플링될 수 있다.

도 14는 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)의 평면도이다. 도 15는 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)의 측면도이다. 도 16은 도 12로부터의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)의 후면도이다. 특정 실시예들에서, 기어 트레인은, 구동 기어(205) 및 아이들러 기어(206), 또는 임의의 수 및/또는 조합의 기어들을 포함한다. 특정 실시예들에서, 아이들러 피봇 샤프트(204)의 모션은, 왕복운동 크랭크(207) 및 왕복운동 샤프트(208)를 통해 와이퍼 중간 아암(209)에 커플링된다. 특정 실시예들에서, 중간 와이퍼 아암(209)은, 아암-블레이드 커플러(212)를 통해 와이퍼 블레이드(213) 및 와이퍼 아암(210) 및 와이퍼 아암(211)에 연결된다.

특정 실시예들에서, 전력이 와이퍼 모터를 구동하기 위해 차량(214)으로부터 전송될 때, 모터는 구동 피봇 샤프트(202) 및 구동 피봇 샤프트(203) 양자를 구동하기 위해 회전 모션을 차례로 전달한다. 특정 실시예들에서, 구동 피봇 샤프트(202, 203)들 양자의 동기식 교번 회전 모션은 유사한 진동 방식을 따르기 위해 와이퍼 아암(210) 및 와이퍼 아암(211)을 강제한다.

특정 실시예들에서, 아암-블레이드 커플러(212)는 와이퍼 블레이드(213)에 와이퍼 아암(210) 및 와이퍼 아암(211) 양자를 부착할 수 있다. 특정 실시예들에서, 커플러(212)는, 와이퍼 아암(210)(또는 아암(211)) 및 그 자체 사이의 상대적인 회전만을 허용할 수 있지만 그 자체 및 와이퍼 블레이드(213) 사이의 임의의 상대적인 회전을 구속할 수 있다. 이러한 구속은, 와이퍼 아암(210) 및 아암(211)이 앞뒤로 회전할 때 와이퍼 블레이드(213)가 기준축 알파(219)(도 19)와 평행을 유지하도록 강제한다. 특정 실시예들에서, 구동 피봇 샤프트(202, 203)들, 와이퍼 아암(209, 210)들, 와이퍼 블레이드(213), 및 아암-블레이드 커플러(212) 사이의 상호 작용(interplay)은 팬터그래프 와이퍼 시스템에 대해 1개의 자유도를 제공한다. 이러한 방식으로, 시스템은 윈드쉴드(215)를 왼쪽으로부터 오른쪽으로 그리고 그 반대로 교번하는 방식으로 스윕하는 능력으로 회전 모션을 제공한다.

특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)에 대한 제 2 모션 정도는 팬터그래프 와이퍼 시스템에 통합된 슬라이더 및 기어 시스템을 이용한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 아이들러 피봇 샤프트(204)는 아이들러 기어(206)에 연결될 수 있고 구동 피봇 샤프트(202)(또는 대안적으로 샤프트(203))에 의해 직접 구동되는 구동 기어(205)와 정합할 수 있다. 특정 실시예들에서, 아이들러 피봇 샤프트(204)의 반대되는 단부는, 왕복운동 크랭크(207) 및 왕복운동 샤프트(208)를 통해 와이퍼 중간 아암(209)에 연결될 수 있다. 특정 실시예들에서, 기어 트레인은 2개의 기능들을 제공한다. 예를 들어, 제 1 기능성은 와이퍼 아암(210, 211)들 및 중간 아암(209) 사이의 상대적인 회전 방향을 제어하기 위한 것일 수 있다.

도시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 기어 트레인은 반대되는 상대적인 모션을 제공하기 위한 2개의 기어들로 구성된다. 특정 실시예들에서, 와이퍼 아암(210, 211)들은 시계 방향으로 회전하고, 중간 아암(209)은 반시계 방향으로 회전하고 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들어, 기어 트레인의 제 2 기능성은 와이퍼 아암(210, 211)들 및 중간 아암(209) 사이의 속도 비율을 가변하기 위한 것일 수 있고, 이는 임의의 주어진 순간 시간에 와이퍼 아암(210, 211)에 대한 중간 아암(209)의 각위치를 효과적으로 제어한다. 예시된 실시예에서, 특히 아래에 설명된 이유들을 위해 2의 기어비(gear ratio)가 사용되었다. 물론, 개시는 기어비가 2인 것에 제한되지 않는다. 다른 실시예들에서 기어 트레인은 1.5, 2.5, 3.0 등의 비율을 가질 수 있다.

특정 실시예들에서, 와이퍼 중간 아암(209)이 왕복운동 샤프트(208)로 연장하는 아암-블레이드 커플러(212)는 와이퍼 아암(210, 211)들로의 배향으로 로킹되지 않는다. 대신에, 아암-블레이드 커플러(212)는 2개의 롤러(217)들을 통해 아암(210, 211)들 내측의 2개의 통합된 가이드 트랙(216)들 상에 놓인다. 특정 실시예들에서, 2개의 롤러(217)들은 아암-블레이드 커플러(212)로 통합되고 아암(110, 111)들 상의 일체형 트랙(216)들을 따라 상하로만 슬라이딩하도록 그것을 구속한다.

특정 실시예들에서, 왕복운동 크랭크(207) 및 샤프트(208), 중간 아암(209), 롤러(217), 및 어느 하나의 와이퍼 아암(110 또는 111)에서의 일체형 트랙(216)의 형태는 4-바 크랭크-슬라이더 메커니즘을 본질적으로 형성한다. 특정 실시예들에서, 4-바 크랭크-슬라이더 메커니즘은 아이들러 피봇 샤프트(204)의 회전 모션을 와이퍼 블레이드(213)의 선형 모션으로 변환하고, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘의 제 2 자유도를 달성한다.

도 17은 규제 요구조건들에 대한 바와 같이 와이퍼 시스템에 의해 커버될 필요가 있는 전형적인 시야 구역들(예: 구역 A, 구역 B, 및 구역 C)뿐만 아니라 대형 높이-대-폭 윈드쉴드 치수들을 갖는 차량 상에 설치된 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)이 있는 팬터그래프 와이퍼 시스템을 도시한다. 도 18은 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템(218)의 와이핑 스윕 대 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)을 갖는 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕 사이의 비교를 제공한다. 블레이드(213)의 회전 모션뿐만 아니라 그 선형 모션의 벡터 합산은 도 18의 오른쪽 도면에 제시된 바와 같이 가변 가능한 와이핑 스윕을 발생시키기 위해 동시에 트레이싱(trace)될 수 있다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은 블레이드(213) 스윕의 아크의 반경을 체계적으로 조정하는 그 능력으로 인해 시야 구역들의 훨씬 더 큰 스윕된 영역을 제공한다. 대조적으로, 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템은 대형 높이-대-폭 윈드쉴드의 특정 부분들을 커버하는 것으로부터 그것을 억제하는 아크의 일정한 반경으로 블레이드 스윕만 제공할 수 있다.

도 19는 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)이 있는 팬터그래프 와이퍼 시스템이 윈드쉴드를 가로질러 스윕할 때의 3개의 상이한 위치들을 도시한다. 개시된 실시예의 2개의 자유도들의 조합된 효과는 도 17-도 19를 종합적으로 관찰함으로써 이해될 수 있다. 블레이드(213)의 시작하는 디폴트 위치가 윈드쉴드(215)의 왼쪽 상에 있다고 가정하면, 와이퍼 아암(110, 111)들의 하나의 사이클에서, 블레이드(213)는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 그리고 그 시작하는 위치로 다시 돌아가는 윈드쉴드(215)를 가로질러 스윕한다. 회전 모션의 하나의 사이클 중에, 블레이드가, 도 18의 왼쪽 측부 상에 도시된 경우인 것처럼, 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템(218)에 부착된다면, 블레이드는 곡률의 일정한 반경을 갖는 아크를 따라갈 것이다. 이 시나리오에서, 블레이드가 왼쪽 및 오른쪽 극한에 있을 때 블레이드에 의해 터칭되지 않는 상단 윈드쉴드의 큰 부분이 있을 것이고, 그리고 블레이드가 중앙 위치에 있을 때 블레이드에 의해 터칭되지 않는 하단 윈드쉴드의 큰 부분이 있을 것이다. 이는 윈드쉴드의 최적이 아닌(suboptimal) 청결성으로 이어질 수 있고; 따라서, 남아있는 터칭되지 않는 스팟(spot)들을 커버하기 위해 윈드쉴드를 가로질러 선형으로 상하로 블레이드를 동시에 움직이는 것이 바람직하다.

도 18의 오른쪽 측부를 참조하면, 왼쪽으로부터 오른쪽으로 왼쪽으로 윈드쉴드(215)를 가로지르는 블레이드(213)의 회전 모션의 한 사이클 중에, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 블레이드(213)는, 왼쪽 측부 상의 상단 레벨로부터 중앙에서의 하단 레벨로 다시 오른쪽 측부 상의 상단 레벨로 왼쪽 측부 상의 상단 레벨로 중앙에서 하단 레벨로 역전 모션으로 다시 이동하게 할 수 있다. 이는, 블레이드(213)의 선형 모션이 그 회전 모션의 시간 주기가 2배인 시간 주기를 구비할 수 있음을 의미하고, 따라서 2의 기어비는 이 실시예에서 선택되었다.

도 20은 대형 높이-대-폭 종횡비를 갖는 윈드쉴드(215) 상의 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)을 갖는 팬터그래프 와이퍼 시스템의 극한 위치들을 도시한다. 특정 실시예들에서, 회전 모션의 한 주기에서, 블레이드(213)는, 전체 스윕 각도는 188도에 대해, 왼쪽으로부터 오른쪽으로 그리고 다시 시작 위치로, 윈드쉴드(215)를 횡단할 때, θ도의 각도로 스윕한다. 특정 실시예들에서, θA(221)는 94도이다. 특정 실시예들에서, θA(221)는 82도이다. 특정 실시예들에서, θA(221)는 또 다른 값이다.

구동 기어(205) 및 아이들러 기어(206) 사이의 2의 기어 맞물림(mesh) 비율로 인해, 왕복운동 크랭크(207) 및 샤프트(208)는 시간 주기의 절반에만 θB 각도(223)로 회전할 수 있다. 특정 실시예들에서, θB(223)는 188도이다. 특정 실시예들에서, θB(223)는 180도이다. 특정 실시예들에서, θB(223)는 또 다른 값이다.

특정 실시예들에서, 왕복운동 크랭크(207) 및 샤프트(208)의 회전 모션은, 블레이드(213)의 회전 모션의 시간 주기의 2배로 크랭크-슬라이더 와이핑 메커니즘(200)을 통해 블레이드(213)의 왕복운동 선형 모션으로 변환된다.

블레이드(213)가 왼쪽 측부로부터 중앙 위치로 회전함에 따라, 왕복운동 크랭크(207)는 대략적으로 수평 배향으로부터 수직 배향으로 회전한다. 특정 실시예들에서, 수평 스탠스(stance)로부터 수직 스탠스로 왕복운동 크랭크(207)의 아래쪽으로의 스윕 모션은 이 짧은 순간에 순간적으로 중간 아암(109) 및 왕복운동 샤프트(208)의 피봇 축을 아래쪽으로 쉬프팅(shift)하고, 와이퍼 아암(110, 111)들 상에 일체형 트랙(216)들을 따라 선형으로 아래로 슬라이딩하기 위해 아암-블레이드 커플러(212)에 부착된 롤러(217)들을 강제한다. 이는, 블레이드(213)가 일정한 아크 반경을 구비하는 경우 터칭되지 않은 채 남겨졌을 수 있는 윈드쉴드(215)의 하단 중앙 영역을 커버하기 위해 윈드쉴드(215)를 가로질러 아래쪽으로 블레이드(213)를 효과적으로 풀링한다. 블레이드(213)의 다음 부분이 중앙 위치로부터 오른쪽 위치로 스윕하는 중에, 프로세스는 역전되고; 왕복운동 크랭크(207)는 수직 스탠스로부터 대략적으로 다시 수평 스탠스로 회전하고, 2개의 롤러(217)들을 트랙(216)들을 따라 위로 효과적으로 슬라이딩하고 윈드쉴드(215)를 가로질러 다시 위쪽으로 블레이드(213)를 푸쉬한다.

특정 실시예들에서, 왕복운동 크랭크(207)가 윈드쉴드(215) 상에 블레이드(213)를 상하로 푸쉬 및 풀링하는 프로세스는 블레이드(213)가 오른쪽 측부로부터 왼쪽 측부로 회귀하는 스윕 상에서 다시 한번 반복될 수 있고, 이는 블레이드(213)의 회전 모션의 2배의 빈도로 발생한다. 특정 실시예들에서, 블레이드(213)의 선형 모션의 진폭은, 반면에, 왕복운동 크랭크(207) 길이의 함수이다. 특정 실시예들에서, 왕복운동 크랭크(207)가 길수록, 중간 아암(209)의 피봇 축의 위치에서의 델타(delta) 변화가 더 커지고, 롤러(217)들은 트랙(216)들을 가로질러 더 상하로 이동할 수 있다. 특정 실시예들에서, 왕복운동 크랭크(207) 길이는 250 mm이다. 특정 실시예들에서, 250 mm의 길이는 윈드쉴드(215) 치수들에 대한 블레이드(213)의 최적 선형 모션이었다. 물론, 길이는 리스트된 길이로 제한되지 않고 임의의 또 다른 값을 가질 수 있다.

도 21은 3개의 상이한 윈드쉴드 크기들에 대한 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템의 와이핑 스윕을 도시한다: 1에 가까운 높이-대-폭 종횡비, 1보다 훨씬 작은 높이-대-폭 종횡비, 1보다 훨씬 큰 높이-대-폭 종횡비.

도 22는 특정 각도들에서 아이립스(eyellipse)로부터 프로젝팅하는 4개의 평면들에 의해 규정되는 3개의 상이한 비전 구역들(A, B, C)의 백분율로서 최소 와이핑된 영역 요구조건들에 대한 SAE 차량 안전 권장 사례 J942 표준들(SAE Vehicle Safety Recommended Practice J942 standards)을 도시한다.

도 23은 대형 높이-대-폭 비율을 갖는 가상의 윈드쉴드에 대한 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템 대 본원에 개시된 팬터그래프 와이퍼 시스템의 효과적인 와이핑 스윕을 비교하는 표를 포함한다. 표는, 팬터그래프 와이퍼 시스템 대 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템을 위한 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200) 사이의 양적인(quantitative) 비교를 제공한다. 표에 표시된 바와 같이, 팬터그래프 와이퍼 시스템을 위한 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은 기존의 팬터그래프 와이퍼 시스템의 청결성 성능을 능가할 잠재력을 갖는다. 특정 실시예들에서, 슬라이더-크랭크 와이핑 메커니즘(200)은, 상대적으로 저렴한 비용, 차량 환경 내측의 가장 작은 패키징 풋프린트(footprint), 및 향상된 청결성을 위한 고도로 최적화 가능한 와이핑 스윕 패턴의 결과로 높이-대-폭 종횡비가 큰 윈드쉴드들을 위한 이상적인 후보이다.

앞선 개시는 본 개시를 개시된 정확한 형태 또는 특정 사용 분야로 제한하려는 의도가 아니다. 이와 같이, 본 개시에 비추어 본 명세서에 명시적으로 기재되든 암시된 것이든, 본 개시에 대한 다양한 대안적인 양태 및/또는 변형이 가능하다는 것이 고려된다. 이와 같이 본 개시 내용의 양태를 기재하였으므로, 통상의 기술자는 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 형태와 세부 사항이 변경될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 개시는 청구 범위에 의해서만 제한된다.

앞선 명세서에서, 본 개시 내용은 특정 양태를 참조하여 기재했다. 그러나, 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 다양한 양태는 본 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 방식으로 수정되거나 달리 구현될 수 있다. 따라서, 이 설명은 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 개시된 글로브 박스 구동(glove box actuation) 어셈블리의 다양한 실시예들을 만들고 사용하는 방식을 통상의 기술자들에게 교시하는 목적들을 위함이다. 본원에 도시되고 설명된 개시의 폼(form)들은 대표적인 실시예들로서 취해질 것임이 이해될 것이다. 등가 요소들, 또는 재료들, 프로세스들 또는 스텝들은 본 명세서에서 대표적으로 예시되고 기재된 요소로 대체될 수 있다. 더욱이, 개시의 특정 특징들은 개시의 이 설명의 이익을 갖은 후에 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 다른 특징들의 사용과 독립적으로 이용될 수 있다. 본 개시를 기재하고 주장하는데 사용되는 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "통합하는(incorporating)", "로 구성되는(consisting of)", "구비하다(have)", "있다(is)"와 같은 표현은 비배타적인 방식, 즉 명시적으로 기재하지 않은 항목, 구성 요소 또는 요소도 표시되도록 허용하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 단수에 대한 언급은 복수와 관련된 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 다양한 양태는 예시적이고 설명적인 의미로 받아들여져야 하며, 본 개시 내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 모든 결합(joinder)에 대한 언급 (예를 들면, 부착된(attached), 부착된(affixed), 커플링된(coupled), 연결된(connected) 등)는 본 개시에 대한 독자의 이해를 돕기 위해서만 사용되며, 특히 시스템의 위치, 배향 또는 사용 및/또는 본 명세서에 개시된 방법에 대한 제한하지 않을 수 있다. 따라서, 결합에 대한 언급은, 존재하는 경우, 광범위하게 해석되어야 한다. 더욱이, 이러한 결합 참조들은 2개의 요소들이 서로에 직접 연결되어 있다고 반드시 추론하지 않는다. 추가적으로, 모든 숫자 용어, 예를 들면, "제 1", "제 2", "제 3", "1 차", "2 차", "주요" 또는 다른 임의의 일반적인 용어 및/또는 숫자 용어가, 본 개시의 다양한 구성 요소, 양태, 변화 및/또는 변형의 독자의 이해를 보조하기 위해서, 식별자로서만 취해져야 하고, 임의의 제한 사항을, 특히 임의의 구성 요소, 양태, 변화 및/또는 변형의, 다른 구성 요소, 양태, 변화 및/또는 변형보다 또는 이들에 대한 순서 또는 선호도로의 제한 사항을 만들지 않을 수 있다.

또한, 도면/도에 묘사된 하나 이상의 요소는 더 분리되거나 일체형 방식으로도 구현될 수 있으며, 특정 애플리케이션에 따라 유용한 것처럼 특정 경우에 제거되거나 작동 불가능한 것으로 제공될 수도 있음이 이해될 것이다.

Claims (36)

1. 윈드쉴드를 와이핑하기 위한 와이퍼 시스템에 있어서,
   제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암으로서, 상기 제 1 와이어 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암 양자는 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하는, 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암;
   적어도 상기 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동하도록 구성된 와이퍼 모터; 및
   액추에이터의 회전 모션을 상기 제 2 와이퍼 아암의 왕복운동 모션으로 변환하도록 상기 제 2 와이퍼 아암에 편심적으로 커플링된 상기 액추에이터
   를 포함하는 와이퍼 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암에 대해 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드의 선택적 회전을 야기하도록 적어도 상기 액추에이터의 회전 모션을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하는 와이퍼 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 선택적 회전은 파크 위치에 대한 것인 와이퍼 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 선택적 회전은, 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드가 상기 윈드쉴드를 횡단할 때 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 조향하는 와이퍼 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 선택적 회전은 미리 규정된 배향 각도로 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 세팅하는 와이퍼 시스템.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 선택적 회전은, 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드가 상기 윈드쉴드를 횡단할 때 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 경사각을 변경하는 와이퍼 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 액추에이터 및 상기 제 2 와이퍼 아암 사이에 커플링된 구동 크랭크를 더 포함하는 와이퍼 시스템.
8. 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들을 위한 와이퍼 어셈블리에 있어서, 상기 팬터그래프 또는 상기 4-바 링크 스타일 와이퍼들은 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 구비하고, 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암 양자는 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하고, 상기 와이퍼 어셈블리는,
   상기 제 1 와이퍼 아암의 회전을 구동하도록 그리고 윈드쉴드를 가로지르는 상기 제 1 와이퍼 아암을 통해 상기 제 2 와이퍼 아암의 회전을 구동하도록 구성된 와이퍼 모터; 및
   상기 제 2 와이퍼 아암에 커플링되고 상기 제 1 와이퍼 아암의 모션 방향에 일반적으로 수직인 방향으로 상기 제 2 와이퍼 아암을 연장 및 후퇴하도록 구성된 액추에이터
   를 포함하는 와이퍼 어셈블리.
9. 팬터그래프 또는 4-바 링크 스타일 와이퍼들을 위한 와이퍼 시스템에 있어서, 상기 팬터그래프 또는 상기 4-바 링크 스타일 와이퍼들은 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암을 구비하고, 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암 양자는 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 지지하고, 상기 와이퍼 시스템은,
   상기 제 1 와이퍼 아암에 커플링된 구동 샤프트를 구비하는 와이퍼 모터;
   구동 크랭크 및 아이들러 샤프트를 구비하는 회전 액추에이터로서, 상기 아이들러 샤프트는 상기 제 2 와이퍼 아암에 커플링되는, 상기 회전 액추에이터; 및
   상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암이 윈드쉴드의 길이를 가로질러 앞뒤로 조향되도록 상기 구동 샤프트 및 상기 회전 액추에이터의 회전 모션을 제어하도록 구성된 컨트롤러
   를 포함하는 와이퍼 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 윈드쉴드 상의 미리 규정된 배향 각도로 상기 와이퍼 블레이드를 위치시키도록 구성되는 와이퍼 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암이 상기 윈드쉴드의 길이를 가로지르는 횡단 모션 중에 기준축에 대한 적어도 상기 와이퍼 블레이드의 경사각을 변경하기 위해 상기 아이들러 샤프트의 위치를 재조정하도록 구성되는 와이퍼 시스템.
12. 차량을 위한 팬터그래프 와이퍼 시스템에 있어서,
    제 1 피봇 구동 샤프트;
    상기 제 1 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 1 와이퍼 아암;
    제 2 피봇 구동 샤프트;
    상기 제 2 피봇 구동 샤프트에 의해 구동되도록 구성된 제 2 와이퍼 아암;
    상기 제 1 피봇 구동 샤프트 및 상기 제 2 피봇 구동 샤프트의 회전을 구동하도록 구성된 와이퍼 모터;
    상기 제 1 피봇 구동 샤프트 또는 상기 제 2 피봇 구동 샤프트 중 하나의 피봇 구동 샤프트에 커플링된 아이들러 피봇 샤프트;
    와이퍼 중간 아암;
    상기 와이퍼 중간 아암으로 상기 아이들러 피봇 샤프트의 회전 모션을 전달하도록 구성된 왕복운동 크랭크 및 왕복운동 샤프트; 및
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암으로 상기 와이퍼 중간 아암을 연결하는 아암-블레이드 커플러로서, 상기 아암-블레이드 커플러는 상기 와이퍼 중간 아암이 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암을 따라 슬라이딩하게 하도록 구성되는, 상기 아암-블레이드 커플러
    를 포함하는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 각각은 트랙을 포함하고, 상기 아암-블레이드 커플러는 각각의 트랙의 길이를 따라 상하 슬라이딩하도록 구성된 복수 개의 롤러들을 포함하는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 와이퍼 중간 아암에 커플링된 와이퍼 블레이드를 더 포함하고, 상기 와이퍼 블레이드의 스윕은 가변 가능한 만곡 형상을 구비하는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 회전 모션은 상기 아암-블레이드 커플러의 선형 모션과 동기되는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 와이퍼 모터는 단일 와이퍼 모터인 팬터그래프 와이퍼 시스템.
17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기어 트레인을 더 포함하는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 구동 기어 및 아이들러 기어를 절충하는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 기어 트레인에 의해 제공된 비율은 2인 팬터그래프 와이퍼 시스템.
20. 제 17 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은, 상기 제 1 구동 피봇 샤프트 및 상기 제 2 구동 피봇 샤프트의 회전 속도의 2배로 반대되는 방향으로 상기 왕복운동 크랭크 및 상기 왕복운동 샤프트를 추진하도록 구성되는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
21. 제 13 항에 있어서,
    상기 왕복운동 크랭크 및 상기 왕복운동 샤프트의 회전 모션은 상기 복수 개의 롤러들의 선형 모션으로 변환되는 팬터그래프 와이퍼 시스템.
22. 와이퍼 모터;
    상기 와이퍼 모터에 의해 구동되도록 구성된 제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암;
    와이퍼 중간 아암; 및
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암에 상기 와이퍼 중간 아암을 연결하는 아암-블레이드 커플러로서, 상기 아암-블레이드 커플러는 상기 와이퍼 중간 아암이 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암을 따라 슬라이딩하게 하도록 구성되는, 상기 아암-블레이드 커플러
    를 포함하는 와이퍼 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 와이퍼 모터는 단일 와이퍼 모터인 와이퍼 시스템.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 와이퍼 중간 아암은 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 길이의 적어도 일 부분을 따라 슬라이딩하는 와이퍼 시스템.
25. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 각각은 트랙을 포함하고, 상기 아암-블레이드 커플러는 각각의 트랙의 길이를 따라 상하 슬라이딩하도록 구성된 복수 개의 롤러들을 포함하는 와이퍼 시스템.
26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이퍼 시스템은 팬터그래프 와이퍼 시스템으로 구성되는 와이퍼 시스템.
27. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이퍼 중간 아암에 커플링된 와이퍼 블레이드를 더 포함하고, 상기 와이퍼 블레이드의 스윕은 가변 가능한 만곡 형상을 구비하는 와이퍼 시스템.
28. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암의 회전 모션은 상기 아암-블레이드 커플러의 선형 모션과 동기되는 와이퍼 시스템.
29. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기어 트레인을 더 포함하는 와이퍼 시스템.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 구동 기어 및 아이들러 기어를 절충하는 와이퍼 시스템.
31. 제 29 항에 있어서,
    상기 기어 트레인에 의해 제공된 비율은 2인 와이퍼 시스템.
32. 제 29 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암 그리고 상기 중간 아암 사이의 속도비를 가변하도록 구성되는 와이퍼 시스템.
33. 제 29 항에 있어서,
    상기 기어 트레인은 상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암에 대한 상기 중간 아암의 각위치를 제어하도록 구성되는 와이퍼 시스템.
34. 윈드쉴드를 와이핑하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 와이퍼 아암 및 제 2 와이퍼 아암에 의해 지지된 적어도 하나의 와이퍼 블레이드를 제공하는 단계;
    적어도 상기 제 1 와이퍼 아암을 회전하는 단계; 및
    상기 제 2 와이퍼 아암의 왕복운동 모션으로 회전 모션을 변환하는 단계
    를 포함하는 방법.
35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1 와이퍼 아암 및 상기 제 2 와이퍼 아암에 대해 상기 적어도 하나의 와이퍼 블레이드의 선택적 회전을 야기하도록 상기 회전 모션을 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
36. 제 34 항에 있어서,
    상기 선택적 회전은 파크 위치에 대한 것인 방법.

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