KR20060128031A - 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치 - Google Patents

자동차용 윈드실드 와이퍼 장치 Download PDF

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Abstract

와이퍼 장치(10), 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치(10)가 제안된다. 상기 와이퍼 장치는 전동식 구동기(24)를 포함하고, 상기 구동기는 제 1 속도(V1) 및 제 2 속도(V2)로 구동가능하다. 본 발명에 따라, 구동기(24)의 작동 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단(40) 및 적어도 스위칭 수단(50)이 제공되는데, 상기 스위칭 수단은 구동기(24)가 제 2 속도(V2)로 작동시 사전 설정 작동 온도(T1)를 초과하면, 구동기를 제 2 속도(V2)에서부터 제 1 속도(V1)로 전환 시킨다.
구동기, 제 1 속도, 제 2 속도, 온도 검출, 스위칭 수단

Description

자동차용 윈드실드 와이퍼 장치 {Windscreen wiper device particularly for a motor vehicle}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른, 특히 자동차 윈드실드 와이퍼 장치에 관한 것이다.
제 1 속도 및 제 2 속도로 구동 가능한 전동식 구동기를 포함하는 다수의 윈드실드 와이퍼 장치들이 이미 공지되어 있다. 구동기의 제 1 속도 및 제 2 속도는 와이퍼 블레이드들이 자동차의 윈드실드 위를 슬라이딩하는 속도와 직접적으로 상관되어 있다. 또한 통상의 윈드실드 와이퍼 장치는 적어도 2개의 단계, 특히 제 1 단계 및 제 2 단계를 가지는데, 상기 2개의 단계들은 윈드실드 상의 와이퍼 블레이드들의 상이한 속도들에 상응한다. 강수(降水) 시, 운전자 또는 강수 센서 제어 장치에 의해 윈드실드 와이퍼 장치는 강수량에 따라 제 1 단계 또는 강수량이 더 많은 경우 제 2 단계로 전환된다.
윈드실드 와이퍼 장치가 제 2 단계로 전환되면, 즉 와이퍼 블레이드가 매우 빠르게 윈드실드 위를 선회하면, 상기 와이퍼 블레이드가 강수량이 감소한 경우에 건조하게 작동할 수 있고, 즉 비교적 마른 윈드실드 위를 와이핑 할 수 있다. 와이퍼 블레이드가 더 이상 워터 필름 상에서 슬라이딩하지 않기 때문에 윈드실드와 와이퍼 블레이드 사이의 마찰이 심하게 증가하고 이를 통해 구동기는 심하게 부하를 받는다. 이것은 구동기를 과열되게 하고 경우에 따라 윈드실드 와이퍼 장치가 완전 고장나게 한다.
독립 청구항의 특징을 가진 본 발명에 따른 윈드실드 와이퍼 장치는, 구동기의 작동 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단 및 스위칭 수단이 제공되고, 상기 스위칭 수단은 구동기가 제 2 속도로 작동시 사전 설정된 작동 온도를 초과하는 경우, 구동기를 제 2 속도로부터 제 1 속도로 스위칭시키는 장점을 가진다. 상기의 방법으로 구동기의 과열이 저지되고 윈드실드 와이퍼 장치가 완전히 고장 나지 않는다. 이외에도, 운전자에 대한 안전이 실질적으로 향상되는데, 그 이유는 윈드실드 와이퍼 장치가 완전히 고장 나는 경우 운전자의 시야가 심하게 좁아지기 때문이다.
종속 청구항들에 제시된 조치들을 통해 독립 청구항에 기재된 특징들의 바람직한 실시 및 개선이 가능하다.
바람직하게는 구동기의 속도들은 정지 상태가 아니므로, 항상 최적의 와이퍼 작동이 보장된다.
제 2 속도가 제 1 속도보다 더 빠른 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 상기의 방법으로 구동기가 확실히 냉각될 수 있기 때문이다. 이것은, 특히 속도가 더 느린 경우 구동기의 전류 소비가 더 낮아지고 이를 통해 더 적은 에너지가 열로 변환되는 경우에 그러하다.
간단하고 비용이 저렴한 실시예에서 윈드실드 와이퍼 장치의 구동기는 적어도 3 개의 접속부들, 특히 제 1 속도를 위한 접속부, 제 2 속도를 위한 접속부 및 접지 접속부를 포함한다.
또한, 스위칭 수단이 제 2 접속부를 차단할 수 있는 것이 바람직한데, 그 이유는 이것이 간단하고 비용이 저렴하게 구현될수 있기 때문이다.
제 1 접속부 및 제 2 접속부 사이에 다이오드, 특히 파워 다이오드가 접속되면, 제 2 접속부를 차단하는 경우 자동적으로 제 1 접속부에 전류가 공급된다.
추가 스위칭 수단이 제공되는 것이 특히 바람직하고, 상기 추가 스위칭 수단은 추가 사전 설정된 작동 온도를 초과하는 경우 구동기를 스위칭 오프하므로, 구동기가 추가 과열, 특히 자체 손상되는 것을 보호한다.
이는, 추가 스위칭 수단이 접지 접속부와 연결됨으로써 가장 간단하고 가장 저렴하게 구현될 수 있다.
전자기적 방해 영향을 피하기 위해 스위칭 수단과 제 1 또는 제 2 접속부 사이에 필터 소자가 접속되는 것이 바람직하다.
온도 검출 수단과 스위칭 수단이 온도 스위치(thermoswitch)로서 일체형으로 형성되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 온도 스위치들은 일체형 부재로서 통상적으로 구입가능하고 이로써 저렴하고 대량으로 제공 가능하다.
본 발명의 실시예는 도면들에 도시되고 하기의 설명에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 윈드실드 와이퍼 장치의 개략도, 및
도 2는 본 발명에 따른 윈드실드 와이퍼 장치의 구동기의 회로도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 윈드실드 와이핑 장치(10)를 사시도로 도시한다. 상기 장치는 실질적으로 지지관(12)을 포함하고, 상기 지지관은 길이로 긴 형태이고, 상기 지지관의 단부들에는 각각 와이퍼 지지부(14)가 고정된다. 상기 와이퍼 지지부(14) 내에 각각 와이퍼 샤프트(16)가 장착되고, 상기 샤프트는 와이퍼 암과 상대 회전 불가능하게 연결되고, 상기 샤프트의 자유 단부들은 각각 와이퍼 블레이드를 지지한다. 여기서, 와이퍼 암 및 와이퍼 블레이드는 개관의 용이성을 위해 도시되지 않는다. 와이퍼 샤프트(16)들은 구동 크랭크(18)에 의해 구동되고, 상기 구동 크랭크는 와이퍼 샤프트(16)와 상대 회전 불가능하게 연결된다. 구동 크랭크(18)의 자유 단부에는 연결 로드(20)가 링크되고, 구동 크랭크(18)에서부터 먼 상기 연결 로드의 다른 자유 단부는 출력 크랭크(22)와 연결된다. 출력 크랭크(22)는 전동식로서 형성된 구동기(24)에 의해 회전 운동을 한다.
출력 크랭크(22)의 회전 운동에 의해 연결 로드(20)는 왕복 운동을 하므로, 구동 크랭크(18)는 선회 운동을 한다. 이를 통해 와이퍼 샤프트(16)는 회전 왕복 운동을 하므로, 와이퍼 암들 및 와이퍼 블레이드들이 자동차의 윈드실드 상에서 또는 위에서 선회 운동을 한다.
구동기(24)는 모터 지지부(26)에 의해 윈드실드 와이퍼 장치(10)의 지지 관(12)에 고정된다. 구동기(24)는 실질적으로 하우징(28)을 포함하고, 상기 하우징으로부터 아마추어 샤프트(30)가 돌출한다. 하우징(28)으로부터 돌출하는 아마추어 샤프트(30)의 부분은 웜 기어를 지지하는데, 상기 웜 기어는 웜 휠과 맞물리고, 상기 웜 휠은 기어 장치 하우징(32) 내에 배치된다. 웜 휠은 출력 샤프트(34)와 상대 회전 불가능하게 연결되고, 상기 출력 샤프트는 출력 크랭크(22)와도 상대 회전 불가능하게 연결되므로 상기 출력 크랭크는 작동시 회전 운동을 한다. 기어장치 하우징(32)에는 제어기 하우징(36)이 배치되고, 상기 제어기 하우징 내에는 필터 소자(38) 및 온도 검출 수단(40)과 스위칭 수단(50)의 조합체로써 적어도 하나의 온도 스위치, 그리고 다이오드(42)가 배치된다.
도 2에는 제어기 하우징(36) 내에 스위칭 장치의 개략도가 도시된다. 이 실시예에서 구동기(24)는 제 1 접속부(42), 제 2 접속부(44) 및 접지 접속부(46)를 포함한다. 제 1 접속부(42)에 전류가 공급되는 경우 출력 샤프트(34)가 제 1 속도(v1)로 운동 되도록 구동기(24)는 설계된다. 이와 유사하게 제 2 접속부(44)에 전류가 공급되면, 출력 샤프트(34)는 제 2 속도(v2)로 운동 된다. 또한 제 1 접속부(42)는 전자기 방해를 제거하는 필터 소자(38)를 통해 차량 케이블 하니스(harness)의 단자(53)와 연결된다. 윈드실드 와이퍼 장치가 제 1 단계 작동으로 스위칭 되면, 차량 케이블 하니스의 단자(53)에 전류가 공급된다. 이와 유사하게 또한 자동차의 와이핑 장치가 제 2 단계로 스위칭 되면, 제 2 접속부(44)도 필터 소자(38)중 하나를 통해 전자기 방해를 필터링 하기 위한 필터 소자(38)들 중 하나를 통해 차량 케이블 하니스의 단자(53b)와 연결된 후, 상기 단자에 전류가 공급된 다. 차량 케이블 하니스의 단자(53b)와 필터 소자(38) 사이에는 온도 스위치(48)가 스위칭되고, 상기 필터 소자는 구동기(24)의 제 2 접속부(44)와 연결된다. 상기 온도 스위치는 온도 측정 수단(40) 및 스위칭 수단(50)을 포함한다. 구동기의 온도가 사전 설정된 작동 온도(T1)를 초과하면, 스위칭 수단(50)은 제 2 접속부(44)의 전류 공급을 중단한다. 이것은 온도 검출 수단(40)에 의해 검출된다. 이로써 제 2 접속부(44)의 전류 공급이 중단된다. 단자(53b)와 온도 스위치(48) 또는 스위칭 수단(50) 사이에는 다이오드(52)가 접속되고, 상기 다이오드는 단자(53b)를 통과 방향으로 단자(53)와 연결한다. 제 2 접속부(44)의 전류 공급이 스위칭 수단(50)의 개방에 의해 중단되면, 제 1 접속부(42)에 다이오드(52) 및 단자(53b)를 통해 전류가 공급되고, 이를 통해 출력 샤프트(34)는 제 2 속도(v2)로부터 제 1 속도(v1)로 전환된다. 더 낮은 출력 샤프트(34)의 속도에 의해 구동기(24)의 출력 및 이로써 구동기의 가열이 감소된다. 이를 통해 온도 스위치(48)의 스위칭 온도가 내려가고 온도 스위치(48)의 스위칭 수단(50)이 다시 폐쇄될 때까지, 구동기가 강수시 냉각된다. 그 결과, 제 2 접속부(44)에 다시 전류가 공급되므로, 출력 샤프트(34)는 다시 제 2 속도(v2)로 운동된다. 제 2 접속부(44)의 전류 공급에 의해 제 1 접속부(42) 상에 제너레이터 전압이 유도되고, 상기 제너레이터 전압은 전류가 단자(53b)로부터 제 1 접속부(42)의 방향으로 흐르는 것을 방지한다.
이 경우 온도 스위치(48)는 히스테리시스 특성(hysteresis behaviour)을 가진다. 즉, 스위칭 소자(50)가 개방되는 사전 설정 온도는 스위칭 소자(50)가 다시 페쇄되는 온도보다 조금 더 높다. 상기 방식으로, 스위칭 소자(50)의 끊임없는 개방 및 폐쇄가 방지되는데, 그렇지 않으면 온도(T1)의 범위에서 제 1 속도 및 제 2 속도(v1,v2) 사이에서 속도가 끊임없이 변할 것이고, 이것은 운전자를 방해할 수 있다.
구동기(24)의 부하가 매우 높은 경우 상기 구동기는 복귀 스위칭 후에도 제 1 단계로 냉각될 수 없고, 계속 가열된다 -느리게-. 구동기(24)의 손상 -예를 들면 모터 코일이 타버리는 것-을 이 경우 방지하기 위해서 구동기(24)의 접지 접속부(46)는 추가 온도 스위치(54)를 포함하고, 상기 추가 온도 스위치는 차량 케이블 하니스의 단자(31)와 연결된다. 차량 케이블 하니스의 단자(31)는 접지 라인에 상응한다. 구동기가 추가 사전 설정 작동 온도(T2)를 초과하면, 추가 온도 스위치(54)는 접지 접속부(46)와 단자(31) 사이의 -즉 접지의- 연결을 차단한다. 추가 사전 설정 작동 온도(T2)는 제 1 사전 설정 작동 온도(T1)보다 더 높다. 즉, 제 1 접속부에 전류가 공급되는 경우에도, 즉 제 1 단계 또는 스위칭 소자(50)의 개방시에도, 구동기(24)의 온도가 계속 상승되면, 추가 사전 설정 작동 온도(T2)를 초과하게 된다. 추가 온도 스위치(54)의 개방됨으로써 구동기가 다시 냉각될 때까지 구동기(24)는 완전히 멈추게 된다. 사전 설정 작동 온도(T1)의 정확한 레벨은 약 100℃와 150℃ 사이이고, 구동기(24)의 어느 지점에 온도 스위치(48) 또는 온도 스위치(48)의 온도 검출 수단(40)이 배치되는지에 의존한다. 이것은 추가 온도 스위치(54)에도 준용된다. 상기 온도 스위치는 상응하게 더 높은 추가 사전 설정된 작동 온도(T2)를 갖는데, 상기 온도는 예를 들면 130℃와 180℃사이이다. 이 경우, 제시된 스위칭 장치는 어떤 소프트웨어 또는 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 소자를 필요로 하지 않는다는 것이 특징적이다.
추가로 윈드실드 와이퍼 장치는 정지 위치 스위치(56)를 포함하는데 상기 정지 위치 스위치는 회전 각도 스위칭 소자(58)로서 컨택트 디스크 레일을 통해 윈드실드 와이퍼 장치(10)의 추가 이동 경로를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 제 2 단계로, 즉 더 높은 속도(v2)로 작동 하는 경우, 별도의 냉각 소자, 예를 들면 쿨링 팬 또는 펠티에 소자(Peltier element)도 작동될 수 있다. 이 경우, 구동기가 온도(T1)를 초과하면, 제 1 단계로 과열되는 경우, 즉 더 느린 속도(v1)에서부터 더 빠른 속도(v2)로 즉, 제 2 단계로 전환되는 것이 바람직한데, 왜냐하면 구동기(24)가 상기 단계에서 더 잘 냉각되기 때문이다. 본 발명에 따라, 구동기(24)의 온도(T1)가 초과되는 경우, 구동기(24)는 항상 더 잘 냉각되는 단계로 전환되므로, 구동기(24)의 손상이 방지된다.

Claims (10)

  1. 적어도 제 1 속도(v1) 및 제 2 속도(v2)로 구동 가능한, 적어도 하나의, 특히 전동식 구동기(24)를 포함하는 특히 자동차용 윌드실드 와이퍼 장치에 있어서,
    상기 구동기(24)의 작동 온도를 검출하기 위한 온도 검출 수단(40) 및 적어도 하나의 스위칭 수단(50)이 제공되고, 상기 스위칭 수단은 상기 구동기(24)가 제 2 속도(v2)로 작동시 사전 설정 작동 온도(T1)를 초과하는 경우, 구동기(24)를 제 2 속도(v2)에서부터 제 1 속도(v1)로 전환하는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 속도들(v1, v2)은 정지 상태가 아닌 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 속도(v2)가 제 1 속도(v1)보다 더 높은 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동기(24)는 적어도 3개의 접속부들(42, 44, 46), 특히 제 1 속도(v1)를 위한 제 1 접속부(42), 제 2 속도(v2)를 위한 제 2 접속부(44) 및 접지 접속부(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스위칭 수단(50)이 제 2 접속부(44)를 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 접속부(42)와 제 2 접속부(44) 사이에는 다이오드, 특히 파워 다이오드가 접속되는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 스위칭 수단(54)이 제공되고, 상기 추가 스위칭 수단(54)은 구동기의 온도가 추가 사전 설정 작동 온도(T2)를 초과하는 경우 구동기(24)를 차단하는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 추가 스위칭 수단(54)이 접지 접속부(46)와 연결되는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 스위칭 수단(50)과 제 1 및/또는 제 2 접속부(42,44) 사이에 필터 소자가 접속되는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 검출 수단(40)과 스위칭 수단(50)이 온도 스위치(48)로서 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 특히 자동차용 윈드실드 와이퍼 장치.
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