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KR100594710B1 - 튜브 플레이트 고정 장치 - Google Patents

튜브 플레이트 고정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 차체에 대한, 와이퍼 장치용 튜브 플레이트(10) 고정 장치에 관한 것이며, 상기 튜브 플레이트는 플레이트 튜브(12)에 대해 횡으로 연장된 적어도 하나 이상의 고정 보어(58)를 포함하고, 이 고정 보어(58)에는 고무 탄성적인 나사구멍(56)을 갖는 디커플링 부재(42)가 삽입된다.
상기 디커플링 부재(42)는 고정 보어(58)의 영역에서 플레이트 튜브(12)의 내부 구조에 맞추어지게 되고, 돌출부(44)로써 고정 보어(58)의 개구(60)를 통해서 돌출하며 내부에서 축방향으로 양측면에서 개구(60)를 오버래핑한다.
플레이트 튜브, 튜브 플레이트, 나사구멍, 고정 보어, 디커플링 부재.

Description

튜브 플레이트 고정 장치{Fastening of a tube plate}
본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 튜브 플레이트 고정 장치에 관한 것이다.
자동차용 와이퍼 장치는 와이퍼 캐리어(wiper carrier), 소위 플레이트 또는 튜브 플레이트(tube plate)에 의해 -만약 와이퍼 캐리어도 또한 튜브로 되어 있을 때- 자동차 차체에 고정된다. 플레이트는 일반적으로 모터 플레이트(motor plate), 즉 와이퍼 모터(wiper motor)와 이에 장치되어 있는 기어를 구비한 와이퍼 구동기를 지지하고 있는 모터 플레이트를 포함하고 있다. 기어의 피동 샤프트는 기어돔에 지지되어 있으며 그리고 일반적으로 크랭크와 링크로드를 통해서 크랭크를 구동하고 있으며, 이 크랭크는 각각의 와이퍼용 구동 샤프트와 견고하게 연결된다. 와이퍼의 구동 샤프트는 와이퍼 베어링에 지지되어 있으며, 이 와이퍼 베어링의 베어링 하우징은 플레이트의 단부에 고정 또는 일체로 형성되어 있다. 상기 플레이트는 베어링 하우징 또는 고정 아이(fastening eyes)에 의해서 차체에 고정되며 상기 고정 아이는 베어링 하우징, 플레이트 및/또는 모터 플레이트에 일체로 형성된다. 플레이트에서 차체로 전달되는 진동을 방지하기 위해서, 플레이트와 차체 사이에 디커플링 부재가 배치되어 있다. 플레이트는 일반적으로 다수의 부품으로 되어 있다. 이는 상응하는 공차(tolerance)를 가진 다수의 인터페이스를 의미한다. 또한 부분적으로 느슨하게 결합된 디커플링 부재가 구비되어 있다.
독일 특허 DE-GM 74 34 119 호로부터 튜브 플레이트가 공지되어 있으며, 이러한 튜브 플레이트는 정방형 튜브로 생산된 것이며, 이 정방형 튜브에 모터 플레이트로 사용되는 플레이트가 용접되어 있다. 정방형 튜브의 단부에는 와이퍼 베어링이 각각 고정되어 있다. 플레이트 튜브 또는 튜브의 프레임 장치는 가벼운 구조임에도 불구하고 매우 견고하다. 비용 때문에 곧은 캐리어 튜브를 선호하게 되는데, 이유는 곧은 캐리어 튜브는 예비굽힘(prebending)공정을 요구하지 않기 때문이다.
독일 특허 DE 29 20 899 호에는 튜브 플레이트가 공지되었으며, 이 경우 적절한 부착물을 포함한 튜브 지지부는 플레이트 튜브의 중공프로필에 삽입된다. 부착물은 적어도 부분적으로 플레이트 튜브의 벽과 접촉하게 되며 그리고 적어도 하나 이상의 리세스를 구비하며, 플레이트 튜브와 튜브 지지부와의 포지티브한 결합을 형성하기 위해서, 리세스로 플레이트 튜브의 섹션이 압입된다. 그리고 튜브 지지부에 와이퍼 베어링이 배치된다. 나사 연결에 비해서 부재수는 감소하나, 접합공정은 여러 제조 단계를 갖는 예비 조립된 다수의 개별 부재를 필요로 하게 된다. 따라서 이러한 접합공정은 재고 관리(stock keeping)와 물류(logistics) 비용 등을 상승시키고 있다. 더 나아가서 큰 부착물은 리세스를 형성하고 있음에도 불구하고 상당한 무게를 갖는다.
이미 오래된 독일 특허 DE 196 42 666.9 호에는 튜브 플레이트, 즉 내부 고압공정을 이용하여 제조된 튜브 플레이트에 와이퍼 베어링을 위한 튜브 지지부를 형성하고 이곳으로 플라스틱 또는 금속으로 된 하나 또는 두 부재의 베어링 부시를 삽입하는 것이 공지되어 있다. 와이퍼 베어링을 거치는 플레이트 튜브의 연장시 플레이트 튜브는 고정 아이를 구비하고 있으며, 고정 아이는 프레스 공정을 통해 플레이트 튜브에 형성된다. 튜브 플레이트는 디커플링 부재를 사용하므로서 자동차 차체에 고정되도록 되어 있다.
본 발명에 따른 디커플링 부재는 고정 보어의 영역에서 플레이트 튜브의 내부 구조에 맞게 조정된다. 고정 보어의 개구를 통해서 돌출부가 돌출하며 내부에서 축방향으로 양측면에서 개방부를 오버래핑한다. 고정 보어는 플레이트 튜브의 횡평면에서 임의의 각도 위치에 배치될 수 있다. 이를 통해서 와이퍼 베어링 방향으로 놓이지 않은 고정포인트도 자동차 차체에서 간단하게 검출될 수 있다.
상당한 완충 볼륨을 포함하고 있는 단지 하나의 디커플링 부재가 고정 지점마다 필요하다. 이러한 완충 볼륨은 주로 플레이트 튜브 내에 위치하므로, 환경적인 영향, 즉 손상에 대해서 보호된다. 플레이트 튜브로부터 돌출한 돌출 부분은 최소한으로 제한되므로, 외부 구조 높이는 감소한다. 돌출부와 오버래핑부를 통해서 디커플링 부재는 축 또는 레이디얼 방향으로의 포지티브 결합에 의해서 고정된다. 만약 축방향으로 오버래핑이 1 내지 2mm로 선정될 경우, 디커플링 부재는 약 30 내지 60 쇼어(A) 정도의 바람직한 경도로서 고정 보어의 개방부를 관통하여 조립될 수 있으며, 이 경우 조립은 자동으로 이루어 질 수도 있다. 플레이트 튜브의 종단부가 개방되면, 디커플링 부재의 돌출과 경도가 적절하게 조정될 경우 플레이트 튜브의 축방향으로도 조립이 가능하다. 물론 디커플링 부재의 벽두께는 2mm를 초과하지 못한다. 더 나아가서 본 발명의 디커플링 부재를 통해서 부재의 수가 감소되며 이와 더불어 조립 및 재고 관리가 간단하게 이루어진다.
디커플링 부재가 플레이트 튜브에 매우 잘 맞추어지기 때문에 작용력이 잘 전달되며 그리고 강력한 마찰로 인한 진동은 상당히 완충된다. 더 나아가서 디커플링 부재가 고정나사의 압력에 의해서 전단될 위험이 없다. 디커플링 부재에 대한 고정나사의 인장력을 한정하기 위해서 나사구멍을 포함한 간격부시를 디커플링 부재로 삽입하는 것이 바람직하다. 설정된 인장 운동 후, 간격부시는 정면측에 접촉 되며 예비응력을 초과하는 나사 작용력을 전달하게 된다. 나사볼트와 디커플링 부재 또는 간격부시 사이에 심(shim)이 장착되며, 상기 심은 플레이트 튜브에서 돌출된 정면에서 디커플링 부재와, 고정 보어의 개방부를 오버래핑한다. 따라서 디커플링 부재가 취약성, 에이징 또는 손상을 통해서 그 기능성을 잃을 때에도 튜브 플레이트 자체는 안정적으로 유지된다. 또한 심은 칼라 형태로 간격부시와 하나의 몸체를 이룰 수도 있다.
또 다른 장점은 다음의 도면 설명에 제시된다. 도면에서는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 도면, 상세한 설명 그리고 청구항은 다수의 특징들의 조합을 이루어 포함하고 있다. 전문가는 상기 특징들을 바람직하게 각각 관찰하게 되며 그리고 의미 있는 또 다른 결합 형태로 통합할 것이다.
도 1은 튜브 플레이트의 개략적 부분 종단면도.
도 2는 도 1의 화살표 II에 따라 와이퍼 베어링 없이 도시한 도면.
도 3은 도 1의 선 III-III에 따른 횡단면도.
도 4는 도 2의 선 IV-IV에 따른 부분 종단면도.
도 5는 도 4의 선 V-V에 따른 부분 종단면도.
플레이트 튜브(12)는 튜브 플레이트(10)의 실질적인 부재이며, 플레이트 튜브(12)는 내부 고압 공정 (internal high pressure process)에 의해 튜브형 블랭크로부터 형성된 것이다. 플레이트 튜브(12)는 일반적으로 적적한 금속성 재료, 특히 표면이 코팅된 또는 되어 있지 않은 강 또는 특수강으로 구성되어 있다. 상기 플레이트 튜브는 연장 형성(formed-on)된 튜브 지지부(14, 16)를 갖는다. 튜브 지지부(16)에서 와이퍼 구동체는 와이퍼 모터(18)와 기어(20)로 이루어져 있으며 기어(20)의 하우징에 구비된 기어돔(22)에 의해 고정된다. 기어돔(22)에서 구동 샤프트는 크랭크(26)와 함께 지지되어 있으며, 크랭크(26)의 볼 페그(ball peg)(30)는 여기서는 도시되지 않은 로드를 통해서 크랭크(24)에 있는 볼 페그(30)와 연결되어 있으며, 크랭크(24)는 구동 샤프트(32)와 견고하게 연결되어 있다. 구동 샤프트(32)는 그 단부(34)에 여기서 상세히 도시되지 않은 와이퍼를 가지며 그리고 플레이트 튜브(12)의 단부의 와이퍼 베어링(36)에 지지되어 있다. 와이퍼 베어링(36)은 특히 세틀링되지 않은(nonsettling), 예를 들어서 강, 알루미늄 또는 경금속 합금으로 된 지지부시(40)를 구비하고 있으며, 이 지지부시(40)는 과도한 치수로 튜브 지지부(14) 내로 압입 끼워 맞춤된다.
플레이트 튜브(12)는 와이퍼 베어링(36)을 통해 연장되어 있다. 그 연장부(38)에는 개방부(60)를 포함하고 있는 고정 보어(58)가 위치하고 있다. 고정 보어(58)에는 디커플링 부재(42)가 장착되어 있으며, 디커플링 부재(42)는 개방부(60)를 통해 돌출부(44)로써 돌출되어 있다. 고정 보어(58)는 와이퍼 베어링(36)에 대해 축에 평행하게 위치할 수 있지만, 와이퍼 베어링(36)과 임의의 각도를 형성할 수 있다.
도 4에서 도시된 것처럼, 디커플링 부재(42)는 양측면에 대해 축방향으로 오버래핑부(46)로써 플레이트 튜브(12)에 돌출되어 있다. 오버래핑부(46)와 돌출부(44)는 디커플링 부재(42)를 포지티브 결합으로 플레이트 튜브(12)에 고정하게 된다. 돌출부(44)는, 충분한 댐핑과 디커플링의 경우에도 디커플링 부재(42)가 작은 구성 길이를 갖도록 선택된다. 이와 동시에 디커플링 부재(42)의 최소한의 벽두께(54)는 2mm 이상이어야 한다. 돌출부(44)와 바람직하게는 1 내지 2mm를 이루는 오버래핑(46)은 디커플링 부재(42)의 경도에 맞춰 조정되므로, 디커플링 부재는 고정 보어(58)의 개방부(60)를 통해서나 또는 플레이트 튜브(12)의 개방된 단부를 통해 축방향으로 조립될 수 있다. 디커플링 부재(42)의 경도는 바람직하게는 30 내지 60 쇼어(A) 이내의 영역에 놓이게 된다.
디커플링 부재(42)를 통해서 간격부시(52)가 삽입되어 있으며, 간격부시(52)는 타원형의 횡단면으로 된 나사볼트(48)용 나사구멍(56)을 구비하여 두 개의 고정 포인트 사이의 길이편차를 상쇄하기 위해 종방향 구멍을 형성한다. 나사볼트(48)를 이용해서 튜브 플레이트(10)는 자동차 차체에 나사식으로 고정되어, 디커플링 부재(42)는 가압된다. 디커플링 부재(42)는 일체형이며 플레이트 튜브(12)를 통해 횡으로 안내되기 때문에, 진동의 수용과 댐핑을 위해서 적당한 큰 체적을 갖게 된다. 간격부시(52)는 고정 후 정면측으로 지지되고 이에 따라 원하는 예비응력을 넘어서는 나사 작용력을 수용함으로써 예비응력을 제한하기 위해 간격부시(52)를 사용한다.
나사볼트(48)와 디커플링 부재(42) 또는 간격부시(52) 사이에 심(50)이 구비되어 있으며, 심(50)은 디커플링 부재(52)와 고정 보어(58)의 개방부(60)를 오버래핑하므로, 디커플링 부재(42)가 에이징 또는 손상으로 인해 더이상 기능을 하지 못할 경우에도 튜브 플레이트(10)는 안정성을 유지하게 된다. 물론 디커플링 부재(42)의 대부분이 플레이트 튜브(12) 내에 놓여 있기 때문에, 환경 영향 그리고 손상에 대해서 특히 잘 보호된다. 심(50)은 또한 칼라로서 일체형으로 간격부시(52)에 형성되어 있으며, 이를 통해서 부품갯수를 줄일 수 있게 된다.
디커플링 부재(42)의 큰 표면이 플레이트 튜브(12)의 구조에 합치된다. 예비응력을 통해서 디커플링 부재(42)와 플레이트 튜브(12) 사이에 접촉이 부가적으로 강화되므로서, 큰 표면의 작용력은 적은 표면 압력으로 양호하게 수용될 수 있고 또한 부가적으로 디커플링 부재(42)와 플레이트 튜브(12) 사이의 마찰 과정으로 인한 진동은 효과적으로 완충된다. 이에 따라서 적은 수의 부품으로 이루어진 튜브 플레이트는 기능 안정적으로 고정되며, 이와 동시에 디커플링 부재(42)는 간단한 방법으로 예비조립될 수 있고 또한 예비 조립된 상태에서도 전체적으로 보호된다.

Claims (7)

  1. 플레이트 튜브(12)에 대해 횡으로 연장되는 적어도 하나 이상의 고정 보어(58)를 포함하고 있으며, 나사용 구멍(56)을 갖는 고무탄성의 디커플링 부재(42)가 상기 고정 보어(58) 내로 삽입되는, 자동차 차체에 대한 와이퍼 장치용 튜브 플레이트(10) 고정 장치에 있어서,
    상기 디커플링 부재(42)는 고정 보어(58)의 영역에서 플레이트 튜브(12)의 내부 구조에 맞추어지며, 돌출부(44)로 상기 고정 보어(58)의 개구(60)를 통해 돌출하고, 내부에서 축방향으로 양측면에서 개구(60)를 오버래핑하는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디커플링 부재(42)가 개구(60)를 축방향으로 1 내지 2mm 정도 오버래핑하는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 디커플링 부재(42)는 적어도 2mm의 벽두께(54)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 디커플링 부재(42)는 약 30 내지 60 쇼어(A) 정도의 경도를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 디커플링 부재(42)의 나사구멍(56)은 플레이트 튜브(12)의 축방향으로 종방향 구멍으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 나사구멍(56)을 갖는 간격부시(52)가 디커플링 부재(42) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 간격부시(52)는 하나의 단부에 칼라를 구비하고 있으며, 상기 칼라는 디커플링 부재(42)의 정면과 고정 보어(58)의 개구(60)를 오버래핑하는 것을 특징으로 하는 고정 장치.
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