KR100631303B1 - 윈드실드 와이퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 샤프트에 의해 구동되며 와이퍼 블레이드(20)가 힌지 연결된와이퍼 아암(10)을 포함하는 윈드실드 와이퍼에 관한 것이다. 적어도 하나의 분사 노즐(64)이 선회 가능한 부분(10, 22)에 배치되며, 상기 노즐은 물 공급부(56)를 통해 급수 펌프에 연결된다. 하나의 유입 채널(42)과 적어도 하나의 배출 채널(44)을 구비한 노즐 바디(40)가 하우징(36) 내에 제공된다. 유입 채널(42)은 물 공급부(56)를 향하는 정면(52)으로부터 시작해서 노즐 바디(40)의 외피면(54)으로 통하는 반면, 배출 채널(44)은 유입 채널(42)로부터 간격을 두고 외피면(54)으로부터 시작해서, 분사 노즐(64)로 안내된 분사 채널(46)로 통한다. 이 때 격막(58, 70)이 가압되지 않은 상태에서 유입 채널(42)과 배출 채널(44)을 폐쇄한다.

윈드실드 와이퍼, 와이퍼 블레이드, 와이퍼 아암, 분사 노즐, 포트, 격막, 유입 채널, 배출 채널

Description

윈드실드 와이퍼{Windscreen Wiper}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 윈드실드 와이퍼에 관한 것이다.

공지된 윈드실드 와이퍼는 고정 부품과 조인트 부품으로 구성된 와이퍼 아암을 포함하며, 조인트 부품은 선회식 조인트에 의해 상기 고정 부품에 피봇식으로 연결되고 와이퍼 로드를 갖는다. 와이퍼 로드의 후크형 단부는 중심 브래킷의 두 개의 측벽으로 형성된, 와이퍼 블레이드의 서스펜션 박스 내에 맞물리며, 또한 상기 단부는 조인트 볼트를 포함한다. 상기와 같이 형성된 조인트는 선회 운동 동안 차량 윈도우 위에서 와이퍼 블레이드를 안내한다. 와이퍼 블레이드는, 중심 브래킷에 피봇식으로 연결된 하위 브래킷들을 구비한 일반적으로 다부재의 지지 브래킷 시스템을 포함하며, 상기 브래킷들 중 적어도 수 개는 그 단부의 클로를 이용해서 와이퍼 스트립의 헤드 스트립을 지지한다. 세척시 다부재의 지지 브래킷 시스템과, 헤드 스트립에 삽입된 스프링 레일들은 만곡된 윈드실드에 맞게 와이퍼 스트립을 균일한 지지 압력으로 조정할 수 있다. 이를 위하여 인장 스프링은 선회식 조인트에 초기 응력을 가한다. 와이퍼 아암의 고정 부품은 구동 샤프트에 고정되며 세척 운동시 이 구동 샤프트에 의해 구동된다.

상술한 윈드실드 와이퍼는, 예를 들어 독일 특허 제 DE 37 44 237 A1 호에 공지되어 있다. 간단한 실시예의 경우, 중간 브래킷 및 클로 브래킷으로도 표현되는 하위 브래킷은 생략할 수 있다. 가장 간단한 경우, 중심 브래킷 자체가 와이퍼 스트립을 유지하는 클로를 포함한다.

차량용 윈드실드 세척 시스템은 일반적으로 윈드실드 와이퍼와 관련해서 사용된다. 이들은 차량 윈도우를 세척하기에 강수가 충분하지 않을 때 작동된다. 또한 이들은 물 탱크, 분사 노즐 및 펌프를 포함하며, 펌프는 경우에 따라 세척제 및 부동제와 혼합된 물을 가압 하에 물 탱크로부터 워터 라인을 거쳐 분사 노즐로 펌핑한다. 일반적으로 분사 노즐은 예컨대 엔진 보닛, 창틀 등과 같은 차량 섀시의 부분에 고정된다. 분사 노즐이 빙점 이하의 온도에서 결빙되는 것을 방지하기 위하여, 분사 노즐에는 가열 소자가 통합되며, 이 가열 소자는 외부에 있는 플러그를 통해 전원에 연결된다. 그러나 가열 소자로 인해, 분사 노즐의 제조가 상대적으로 복잡해지며, 전기 라인 배치 및 플러그 접속을 위한 조립 비용이 많이 들게 된다.

분사 노즐을 추가 부품으로서 와이퍼 블레이드에 고정함으로써, 짧은 분사 길이로 분사액을 세척 영역에 분배하는 것은 이미 공지되어 있다. 분사액이 와이퍼 블레이드 근처의 한쪽 영역에 집중되고, 세척 운동에 의해서 최단 시간 내에 다시 씻겨져 나가므로, 뿌려진 분사액으로 인해서 시야는 단시간만 방해 받는다. 그러나 이러한 시스템의 단점은, 특히 우박과 극심한 햇빛과 같은 기후 영향이, 상기 장치에서 와이퍼 아암과 와이퍼 블레이드 사이의 조인트 영역을 연결하기 위해 필요한 가요성 부품에 심하게 영향을 미친다는 것이다. 또한 주행풍에 노출되는 분사 노즐과 워터 라인은, 충분한 부동제가 물과 혼합되지 않으면, 빙점 이하의 온도에서 빠르게 결빙된다. 결빙된 워터 라인과 분사 노즐을 다시 해빙하려면 일반적으로 많은 수고와 노력이 요구된다.

다른 특허 출원서 제 DE 198 15 171.3 호에는 조인트 부품에, 또는 이 조인트 부품에 일체로 연결된 와이퍼 로드에 분사 노즐이 배치된 와이퍼 아암이 기술되어 있다. 분사 노즐은, 분사 제트용 분사구를 갖는 조인트 부품의 융기부 내에 수용되거나 와이퍼 로드의 측방향 지지부 내에 하부 쪽으로 돌출되도록 클리핑된 노즐 바디에 위치한다. 또한 강성 또는 가요성 연결 부재에 의해 서로 연결된 두 개의 노즐 바디가 제공될 수도 있다. 이 노즐 바디는 쉽게 교체될 수 있으며 주위의 영향으로부터 양호하게 보호된다.

바람직하게 분사 노즐은 외부로 개방된 체크 밸브를 가지며, 이 밸브는 세척 시스템을 오랫동안 사용하지 않을 때 워터 라인이 비워지는 것, 또는 특히 와이핑 빈도가 높은 경우 및/또는 스트로크 제어된 와이퍼 아암의 경우 세척 작동시에 세척 기능 없이 물이 배출되는 것을 방지한다. 또한 무엇보다 분사 노즐이 가열되었을 때, 분사 노즐 영역에서 세척액이 증발해서 분사 노즐이 침전물에 의해 좁아지거나 막힐 위험이 있다.

윈드실드 와이퍼 시스템에는, 와이어 형태로 물 공급부를 통과해서 안내되며 가열 코일로서 노즐 바디 내에 형성된 가열 장치가 통합된다. 이 가열 장치는 하나의 윈드실드 와이퍼 타입에 대해서만 적합하기 때문에, 대단히 많은 수의 여러 가지 가열 장치가 준비되어야 한다. 또한 노즐 바디들이 일체로 서로 연결되고 합성 수지로 형성된 사출 성형 부품으로서 제조되는 간단한 방법이 제시된다. 와이퍼 아암에 분배된 노즐 바디에 의해, 특히 분사 제트가 와이퍼 블레이드 바로 앞 하부 영역을 향할 때 분사액은 세척 영역에 걸쳐 양호하게 분포된다. 상기 장치에 의해 제트 길이가 짧아지므로, 고속 주행시에도 주행풍 자체는 분사액의 분포에 거의 영향을 주지 않는다.

본 발명에 따라 하나의 유입 채널과 적어도 하나의 배출 채널을 갖는 노즐 바디가 하우징 내에 삽입된다. 유입 채널은 물 공급부를 향하는 정면으로부터 시작해서 노즐 바디의 외피면으로 통하는 반면, 배출 채널은 유입 채널로부터 간격을 두고 외피면으로부터 시작해서, 분사 노즐로 안내된 분사 채널로 통한다. 격막은 가압되지 않은 상태에서 유입 채널과 배출 채널을 폐쇄한다. 배출 채널은 분사 노즐 근처에 배치되고, 이로써 격막과 분사 노즐 사이에는 소량의 물이 체류되어 통제되지 않은 채로 유출되거나 증발될 수 있다.

상기 격막은 환형 스프링 격막으로서 형성되거나, 바람직하게는 간단한 방식으로 그 단부에 비드(bead)를 갖는 고무 탄성 튜브형 격막으로 형성된다. 이 비드들은 노즐 바디의 환형 그루브에 삽입된다. 유입측으로 물이 유입되면, 격막은 확장되어 유입 채널과 배출 채널을 개방하며 외측이 하우징에 지지된다.

개방을 위해 단지 주위 압력과, 격막의 초기 응력을 극복하기 위해, 노즐 하우징에는 배기 보어가 제공된다. 격막의 개방 압력은 낮으므로, 시스템은 비교적 낮은 펌핑 능력으로 작동될 수 있다.

노즐 바디는 사출 성형에 의해 합성 수지로 쉽게 제조될 수 있다. 노즐 바디의 외경은 양 단부에 있는 환형 그루브들 사이에서 감소하므로, 튜브형 격막의 단부는 하우징과 노즐 바디 사이에 밀봉되게 지지되지만, 상기 격막은 충분히 큰 유동 횡단면을 개방할 수 있도록 유입 채널과 배출 채널 영역에서 반경 방향으로 충분한 유극을 갖는다. 이때 매끈한 원통형 외부 윤곽이 유지된다. 분사 노즐들을 위치 조정할 수 있도록, 노즐은 구형 외부 윤곽을 가지며 이로써 노즐 바디의 구형 시트 내에 압착된다. 노즐 바디의 이러한 실시예는 컴팩트한 구성과 이로 인해 비용이 저렴해지는 장점을 갖는다.

분사 노즐과 밸브가 겨울철 작동에도 적합하도록, 이들은 가열된다. 바람직하게 가열 라인은 물 공급부 및, 노즐 바디의 보어를 통해서 분사 노즐 근처까지 안내된다. 가열 라인은 노즐 바디 내로 납땜, 접착 또는 클램핑된다. 격막은 외부에 대해 물 챔버를 폐쇄하므로, 가열된 물이 증발되어 분사 노즐을 석회화하는 것을 방지한다.

격막에 의해 물은 휴지기 동안 시스템 내에 유지된다. 따라서 세척액은 클록된(clocked) 분사시, 적절한 시점에 와이퍼 블레이드 앞에 분사될 수 있다. 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하기 위하여, 물은 와이퍼 아암의 상향 운동 동안 분사되지만 하향 와이핑 시에는 떨어져서는 안된다.

물과 에너지 공급부가 하나의 소자 내에 통합되고 가열부와 노즐의 전기 접속이 생략됨으로써, 전체 밸브의 구성 체적이 작아질 수 있다.

이러한 밸브에 있어서, 물 채널과 분사 노즐 사이에 작은 간격이 있거나 또는 분사 노즐이 채널 내에 배치되므로, 양호한 에너지 전달이 이루어진다. 합성 수지로 구성된 노즐 바디는 외부로의 열 절연을 가능하게 하므로, 열 방출은 특히 분사 노즐과 물에 집중된다. 이는 에너지 소비를 줄인다.

가열된 물은 세척 작용을 개선하므로, 물 소비 및 특히 공해의 원인이 되는 첨가제의 소비를 줄일 수 있다. 또한 세척 작용은 서로 수 센티미터의 간격을 두고 와이퍼 아암에 배치된 다수의 분사 노즐들을 통해서도 개선될 수 있다.

다른 장점들은 이하의 도면 설명에서 주어진다. 도면에는 본 발명의 실시예들이 도시된다. 도면, 상세한 설명 및 청구항은 여러 가지 특징들을 조합해서 포함한다. 당업자는 상기 특징들을 바람직하게 개별적으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 이들을 의미있는 추가의 조합 형태로 통합할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 윈드실드 와이퍼의 사시도.

도 2는 분사 노즐이 폐쇄 상태에 있는 밸브의 부분 종단면도.

도 3은 분사 노즐이 개방 상태에 있는 밸브의 부분 종단면도.

도 4는 하나의 노즐과 두 개의 격막을 구비한 밸브의 분해도.

도 1에 따른 윈드실드 와이퍼는 와이퍼 로드(22)를 구비한 조인트 부품(14)과 고정 부품(12)으로 구성된 와이퍼 아암(10)을 갖는다. 고정 부품(12)은 수용 보어(16)를 포함하며 상기 보어에 의해 도시하지 않은 구동 샤프트에 고정된다. 조인트 부품(14)은 선회식 조인트(18)에 의해 고정 부품(12)에 피봇식으로 연결되며 본원에 상세하게 설명하지 않는 스프링 기구에 의해 초기 응력을 받는다. 스프링 기구는 한편으로 와이퍼 아암(10)을 통해 와이퍼 블레이드(20)를 차량 윈도우에 밀착시키며, 다른 한편으로는 와이퍼 로드(22)를 구비한 조인트 부품(14)을, 와이퍼 블레이드(20)를 세척하거나 교체할 수 있도록 선회 위치에 유지시킨다.

조인트 부품(14)과 상기 조인트 부품에 형성된 와이퍼 로드(22)는 개방된 U형 프로필을 가지며, 노즐 바디(40)와 분사 노즐(64)이 내장된 하우징(36)이 상기 프로필 내로 아래 쪽에서 삽입된다. 다수의 분사 노즐(64)들이 서로 간격을 두고 와이퍼 아암(10)에 설치된다. 이러한 배치에 의해, 와이퍼 아암(10)의 상향 운동 동안 세척 영역(24)에 걸쳐 와이퍼 블레이드(20) 앞의 시작 방향(34)으로 세척액이 분포될 수 있다. 물은 두 가지 분사 제트(26, 28)의 형태로 배출될 수 있다. 분사 제트(26)는 와이퍼 블레이드(20)와 작은 각 α을 이루도록 위치 조정되는 반면, 분사 제트(28)는 시작 방향(34)에서 볼 때 와이퍼 블레이드(20)의 더 앞쪽에 위치한 영역을 제공한다.

도 2는 밸브(72)의 폐쇄 상태를, 도 3은 개방 상태를 도시한다. 펌프압이 형성됨으로써 물은 물 공급부(56)로부터 유입 채널(42)을 통해 흐르고 튜브형 격막(58)을 확장시키므로, 물은 배출 채널(44)을 거쳐 분사 채널(46)에 이르며, 마지막으로 분사 노즐(64)을 통해 외부에 도달한다. 유입 채널(42)는 물 공급부(56)를 향하는 정면(52)에서 시작하여 노즐 바디(40)의 외피면(54)으로 통하는 반면, 배출 채널(44)은 유입 채널(42)로부터 간격을 두고 외피면(54)으로부터 시작하여, 분사 노즐(64)로 안내되는 분사 채널(46)로 통한다.

밸브(72)의 개방 상태에서 물이 배출될 때, 튜브형 격막(58)은 원주에 적어도 하나의 배기 보어(38)를 갖는 하우징(36)에 지지된다. 밸브(72)의 폐쇄 상태시, 튜브형 격막(58)은 내부 응력에 의해 노즐 바디(40)에 지지된다. 또한, 튜브형 격막은 유입 채널(42)과 배출 채널(44)을 폐쇄하며 이들을 서로 분리한다. 튜브형 격막(58)은 탄성 중합체로 구성되고, 이 격막의 단부는 비드(60, 62)를 갖는데, 이들은 노즐 바디(40)의 환형 그루브(48, 50) 내에 삽입되며 노즐 바디(40)의 단부를 원주에 따라 하우징(36)에 대해 밀봉한다. 따라서 추가의 밀봉 수단은 필요하지 않다. 튜브형 격막(58) 대신에, 슬릿이 형성된 환형 스프링 격막(70)이 두 개의 밀봉링(76, 78)들 사이에 배치될 수도 있다(도 4). 유입 채널(42)과 배출 채널(44)을 확실하게 폐쇄할 수 있기 위해, 바람직하게 환형 스프링 격막(70)은 회전에 대해 고정된다.

바람직하게 일부재로 형성된 노즐 바디(40)는 사출 성형 부품으로서 합성 수지로 제조된다. 따라서 노즐 바디(40) 내에서 물은 열 절연되므로, 낮은 온도에서도 작은 열 용량만을 필요로 한다. 본원에 상세히 설명되지 않은 사출 성형 방법에서, 구형 시트(66)는 사출 성형된 다음 강제 이형되고, 그리고 나서 분사 노즐(64)을 수용한다. 노즐 바디(40)의 외경은 환형 그루브(48, 50)까지 축소되므로, 노즐 바디와 하우징(36) 사이에는 튜브형 격막(58)의 운동을 위한 유극이 존재한다.

분사 노즐(64)은 구형 시트(66)에 의해 노즐 바디(40) 내에 지지되며, 예를 들어 금속과 같은 양호한 열 전도성 재료로 구성되는데, 이는 물에서부터 분사 노즐(64)로의 양호한 열 전달을 가능하게 한다.

물 공급부(56)로부터 노즐 바디(40)의 보어(74)까지 가열 라인(68: 도 2 및 도 3)이 안내된다. 보어(74)는 분사 노즐(64) 근처에까지 이른다. 가열 라인(68)은 보어(74) 내로 납땜, 접착 또는 클램핑된다. 이와 같이 내부에 형성된 가열부 및, 사용 부품을 위한 재료의 적절한 선택은 부품의 체적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 에너지와 비용을 절감할 수 있다.

Claims (10)

1. 구동 샤프트에 의해 구동되며 와이퍼 블레이드(20)가 피봇식으로 연결된 와이퍼 아암(10)을 포함하는 윈드실드 와이퍼로서, 적어도 하나의 분사 노즐(64)이 선회 가능한 부분(10, 22)에 배치되며, 상기 노즐은 물 공급부(56)를 통해 급수 펌프에 연결되는 윈드실드 와이퍼에 있어서,

   하나의 유입 채널(42)과 적어도 하나의 배출 채널(44)을 구비한 노즐 바디(40)가 하우징(36) 내에 제공되며, 상기 유입 채널(42)은 상기 물 공급부(56)를 향하는 정면(52)으로부터 시작해서 상기 노즐 바디(40)의 외피면(54)으로 통하는 반면, 상기 배출 채널(44)은 상기 유입 채널(42)로부터 간격을 두고 상기 외피면(54)으로부터 시작해서, 상기 분사 노즐(64)로 안내된 분사 채널(46)로 통하고 격막(58, 70)은 가압되지 않은 상태에서 상기 유입 채널(42)과 상기 배출 채널(44)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 격막은 고무 탄성의 튜브형 격막(58)인 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 튜브형 격막(58)의 단부는, 상기 노즐 바디의 환형 그루브(48, 50) 내에 삽입된 비드(60, 62)들을 갖는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 하우징(36)에서 상기 튜브형 격막(58)의 원주에 배기 보어(38)가 제공되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 튜브형 격막(58)은 소정의 개방 행정후 상기 하우징(36)의 벽에 지지되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 노즐 바디(40)의 외경은 상기 튜브형 격막(58)의 단부들 사이의 영역에서 축소되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사 노즐(64)은 구형 시트(66)에 의해 상기 노즐 바디(40) 내에 지지되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
8. 제 7 항에 있어서, 합성 수지로 이루어진 상기 노즐 바디(40)는 사출 성형으로 제조되며 상기 구형 시트(66)가 그것 내에 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 라인(68)이 상기 물 공급부(56) 및 상기 노즐 바디(40)의 보어(74)를 통해 상기 분사 노즐(64) 근처까지 안내되어 상기 보어(74) 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 가열 라인(68)은 노즐 바디(40)에 납땜, 접착 또는 클램핑되는 것을 특징으로 하는 윈드실드 와이퍼.

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