KR101320762B1

KR101320762B1 - 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체 그리고 이것을 이용한 시스템

Info

Publication number: KR101320762B1
Application number: KR1020117010786A
Authority: KR
Inventors: 랜돌프 더블유. 말론
Original assignee: 에이치더블유비, 엘엘씨
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2013-10-21
Anticipated expiration: 2028-10-13
Also published as: KR20110103936A; EP2355999B1; CN102216129B; CA2740384A1; AU2008362880A1; MX2011003911A; EP2355999A1; EP2355999A4; JP2012505111A; CA2740384C; RU2468940C1; WO2010044768A1; CN102216129A

Abstract

본 발명에 따르면, 적어도 1개의 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체를 포함하는 가열식 와이퍼 시스템이 제공된다. 각각의 와이퍼 조립체는 가요성 스퀴지 블레이드 그리고 한 쌍의 이격된 가요성 지지 부재를 포함한다. 조립체는 전기 에너지의 공급원(즉, 배터리)으로부터의 전기 에너지를 열로 변환하도록 블레이드와 그 각각의 지지 부재 사이에 배치되는 적어도 1개 바람직하게는 한 쌍의 가요성 가열기를 포함한다. 각각의 가열기는 그 각각의 지지 부재의 실질적으로 전체 길이만큼 연장될 정도로 충분한 치수로 된 가열 요소를 포함한다. 와이어가 지지 부재들 사이에서 블레이드, 가열기 및 긴 탄성 스파인을 함께 연결하는 밀봉된 중심 지지 장치를 통해 연장됨으로써 가열기에 배터리를 연결한다.

Description

프레임리스 가열식 와이퍼 조립체 그리고 이것을 이용한 시스템{FRAMELESS, HEATED WIPER ASSEMBLY AND SYSTEM UTILIZING SAME}

본 출원은 2007년 4월 23일자로 출원된 계류 중인 미국 출원 제11/738,734호의 일부-계속 출원이다.

본 발명은 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체 그리고 이러한 조립체를 이용한 시스템에 관한 것이다.

도4를 참조하면, 동절기 운전 상태는 눈 및 얼음이 윈드실드(windshield) 및 와이퍼 조립체 상에 축적되게 한다. 이러한 눈 및 얼음의 축적은 윈드실드를 적절하게 청소하는 와이퍼 시스템의 성능을 저하시킨다. 결과적으로, 운전자의 시야가 감소된다. 윈드실드를 청소하려는 시도로, 운전자는 전형적으로 와이퍼 시스템과 연계하여 차량의 서리 제거 시스템(defroster system)을 작동시킨다. 눈 및 얼음이 녹기 시작함에 따라, 생성된 액체의 일부는 와이퍼 조립체 그리고 윈드실드의 측면에 접촉되어 재동결된다. 차량의 상대 운동과 결합된 바람이 이러한 재동결 효과를 증가시킨다. 이러한 사이클이 계속됨에 따라, 더 많은 얼음 축적이 와이퍼 조립체 및 윈드실드 상에서 일어나고, 그에 의해 와이퍼 시스템 성능 및 운전자 시야의 추가 감소를 초래한다. 이러한 상태는 와이퍼 시스템이 쓸모가 없어지게 되는 시점까지 계속하여 악화되고, 그에 의해 크게 감소된 운전자 시야로 인한 극히 위험한 운전 상황을 가져온다.

기존에, 이러한 문제를 해결하는 유일한 방법은 운전자가 와이퍼 블레이드 조립체로부터 눈 및 얼음을 수동으로 제거하는 것이다. 이것은 운전자가 차량을 도로에 세우거나 정지 신호등에서 차량을 정지시킨 후에 수행된다. 일단 정지되면, 운전자가 와이퍼 블레이드 조립체로부터 눈 및 얼음을 청소하려는 시도로 창을 내리고 윈드실드 주위로 자신의 손을 뻗어 윈드실드에 대해 와이퍼를 톡톡 충돌시킬 수 있다. 그러나, 차량이 다시 주행되면, 결빙 상태로 빠르게 복귀되고, 그에 의해 이것이 매우 비효과적이고 잠재적으로 위험함 해결책인 것으로 만든다.

얼음 및 눈이 와이퍼 조립체/윈드실드 상에 축적되는 것을 방지하기 위해 특허 또는 청구된 여러 개의 가열식 와이퍼 블레이드 조립체가 있다. 이러한 조립체의 예는 다음의 미국 특허에 개시되어 있다. 즉,

제5,632,058호는 블레이드 홀더 상의 외부 가열 요소 그리고 와이퍼 블레이드 내에 매설되는 내부 요소를 포함하는 가열식 와이퍼 조립체를 개시하고 있고;

제5,504,965호는 나선형 권취 저항 와이어를 이용한 전기 가열식 와이퍼 블레이드를 개시하고 있고;

제4,497,083호는 와이퍼 암, 블레이드, 블레이드 캐리어의 길이를 따라 배치되는 저항 가열 와이어의 사용을 개시하고 있고;

제4,325,160호는 윈드실드 와이퍼 블레이드 조립체를 개시하고 있고;

제2,627,011호는 가열식 와이퍼/스퀴지(heated wiper/squeegee) 및 프레임을 개시하고 있고;.

제6,754,933호는 와이퍼 암 구조물에 열을 방사하는 방법을 개시하고 있고;

제6,591,443호는 와이퍼의 블레이드 지지부 및 가요성 블레이드 본체 내의 가열기 요소를 개시하고 있고;

제6,236,019호는 가열식 윈드실드 와이퍼 조립체를 개시하고 있고;

제5,603,856호는 가열식 와이퍼 프레임을 개시하고 있고;

제5,558,792호는 와이퍼 블레이드 지지부 및 블레이드 본체 내의 가열기 요소를 개시하고 있고;

제5,488,752호는 와이퍼 블레이드를 위한 열 전도 장치를 개시하고 있고;

제5,412,177호는 가열식 와이퍼 블레이드 커버를 개시하고 있고;

제4,152,808호는 윈드실드 와이퍼의 가열 유닛을 개시하고 있고;

제5,325,561호는 와이퍼 링키지 그리고 또한 블레이드 및 블레이드 보유부가 가열되는 가열식 와이퍼 블레이드 조립체를 개시하고 있고;

제4,928,344호는 섬유질 탄소 가열 요소를 이용한 전기 가열식 와이퍼 블레이드를 개시하고 있고;

제4,928,345호는 가열식 와이퍼 블레이드 및 블레이드 홀더를 개시하고 있고;

제4,967,437호는 가열식 와이퍼 블레이드 조립체를 개시하고 있고;

제4,387,290호는 와이퍼 블레이드 및 그 지지부를 따라 연장되는 가열기를 개시하고 있고;

제4,194,261호는 가열식 와이퍼 배열을 개시하고 있고;

제6,779,222호는 윈드실드 와이퍼에 제거 가능하게 부착되는 윈드실드 와이퍼 가열 장치를 개시하고 있다.

이들 가열식 와이퍼는 많은 상이한 형태 및 설계를 도입하고 있다. 이들은 요소 또는 다른 형태의 부가 조립체를 가열함으로써 와이퍼 프레임, 암 및 블레이드 또는 이들 요소의 조합을 가열한다. 이들 형태의 와이퍼는 나름대로 약간 효과적이지만, 제조업자 및 최종 사용자에게 불편하다. 이들은 각각 제조 비용이 매우 높고, 그에 의해 소비자가 지나치는 고가 제품을 초래하거나, 이들은 설치하기 매우 복잡하고, 그에 의해 "손수 제작(DIY: do-it-yourself)" 소비자의 대부분을 배제시킨다. 이들은 또한 와이퍼가 윈드실드 서리 제거 시스템과 함께 작동하고 하나로서 작용하여야 한다는 것을 언급하지 않고 있다. 윈드실드 서리 제거 시스템이 없으면, 윈드실드는 축적된 눈 및 얼음으로 동결될 뿐이고, 그에 의해 위험한 상황을 가져온다.

요약하면, 종래 기술의 가열식 와이퍼 조립체의 주요 단점들 중 일부는 일상의 "DIY" 소비자에 대한 비용 및 복잡성을 포함한다. 대부분은 와이퍼의 작동 범위 또는 와이퍼가 발생시킬 열을 개시하지 않고 있다. 이들이 12 V 이상에서 작동되는 것으로 추정될 수 없다. 모두는 아니라고 하더라도, 대부분의 차량은 작동 중에 13.5 내지 14.5 V의 작동 전기 시스템을 갖는다. 또한, 차량 속도가 이들 와이퍼의 작동에 중요한 사실이다.

본 발명의 목적은 와이퍼 조립체 및 윈드실드 상의 얼음 축적물을 제거하거나 크게 감소시키기 위한 개선된 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체 그리고 이러한 조립체들 중 1개 이상을 이용한 시스템을 제공하는 것이고, 그에 의해 다음의 장점들 중 적어도 1개를 제공하면서 운전자 시야를 개선한다. 즉,

비용 효과적으로 제조되고;

내구성 및 내식성이고;

평균 소비자에게 적절하고;

DIY 소비자에 의해 설치하기 용이하고;

모든 기상 조건에서 효과적으로 작동되고;

낮은 암페어 소모량을 갖고, 임의의 기존의 차량 기능에 영향을 미치지 않고;

기존의 차량 서리 제거 시스템과 연계하여 작동된다.

본 발명의 위의 목적 및 다른 목적을 수행하기 위해, 가열식 와이퍼 조립체가 제공된다. 조립체는 와이퍼 암 상에 장착되도록 되어 있다. 와이퍼 암은 차량의 윈드실드를 횡단하여 와이퍼 암을 왕복시키도록 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결된다. 조립체는 차량의 전기 에너지의 공급원에 전기적으로 결합되도록 되어 있다. 조립체는 상부 부분 그리고 윈드실드와 접촉되는 저부 스퀴지 부분을 갖는 긴 탄성 블레이드를 포함한다. 블레이드는 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는다. 조립체는 블레이드의 상부 부분 위에 위치되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 지지 부재를 또한 포함한다. 지지 부재의 각각은 내부 및 외부 표면 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는다. 조립체는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 스파인(spine)을 추가로 포함한다. 스파인의 각각은 블레이드 및 지지 부재를 연결하기 위해 그리고 조립체가 와이퍼 암에 의해 왕복될 때에 블레이드 및 지지 부재가 윈드실드의 표면 구성에 탄성적으로 순응되게 하기 위해 블레이드의 상부 부분과 지지 부재의 내부 표면 사이의 블레이드의 단부 부분들 사이에서 연장된다. 조립체는 공급원으로부터의 전기 에너지를 열로 변환하는 적어도 1개의 긴 가요성 가열기를 추가로 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제1 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치된다. 적어도 1개의 가열기는 스파인에 인접하게 제1 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제1 가열 요소를 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제2 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치된다. 적어도 1개의 가열기는 스파인에 인접하게 제2 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제2 가열 요소를 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 조립체 및 윈드실드 상의 얼음 축적물을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 블레이드의 상부 부분, 제1 및 제2 지지 부재 그리고 스파인을 가열한다. 조립체는 지지 부재들 사이에서 블레이드 및 스파인을 연결하고 와이퍼 암에 조립체를 연결하는 중심 지지 장치를 포함한다. 조립체는 적어도 1개의 가열기에 공급원으로부터의 전기 에너지를 제공하기 위해 중심 지지 부재를 통해 연장되는 적어도 1개의 가열기에 전기적으로 결합되는 와이어를 추가로 포함한다.

장치는 장치의 각각의 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 제1 및 제2 가열기를 포함할 수 있다.

장치는 가열기의 오염을 방지하기 위해 중심 지지 장치에서 와이어를 밀봉하는 밀봉 재료를 추가로 포함할 수 있다.

프레임리스 가열식 와이퍼 조립체는 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡을 포함할 수 있다. 제1 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제1 단부 부분 그리고 제1 지지 부재를 함께 고정한다. 제2 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제2 단부 부분 그리고 제2 지지 부재를 함께 고정한다. 가열기의 오염을 방지하기 위해 와이퍼 단부 캡에서 블레이드의 단부 부분 그리고 지지 부재를 밀봉하는 밀봉 재료가 포함될 수 있다.

가열 요소의 각각은 직선 1ft(30.48cm) 당 약 18 내지 약 22Ω의 범위 내의 전기 저항을 갖는 저항 와이어 가열 요소를 포함할 수 있다.

가열될 때의 와이퍼 조립체는 차량 외부측 주위 온도가 20℉(-6.67℃)이고 차량 속도가 60마일/h(96.43㎞/h)일 때에 80℉(26.67℃)의 평균 온도를 가질 수 있다.

가열 요소의 각각은 식각된 열포일 가열 요소 또는 와이어 권취 가열 요소를 포함할 수 있다.

가열 요소의 각각은 폴리이미드/FEP/WA/ULA, PTFE, 폴리에스테르, 운모, 실리콘 고무 및 부틸 고무 중 적어도 1개를 포함하는 절연성 재료를 포함할 수 있다.

지지 부재의 각각의 상부와 스퀴지 부분의 저부 사이에서의 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체의 두께는 1인치(2.54㎝) 미만일 수 있다.

제어기가 가열기로의 공급원으로부터의 전기 에너지의 흐름을 제어하기 위해 와이어에 연결될 수 있다.

제어기는 스위치 또는 릴레이 그리고 릴레이를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 회로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 위의 목적 및 다른 목적을 수행하기 위해, 가열식 와이퍼 시스템이 제공된다. 시스템은 차량의 윈드실드를 횡단하여 제1 와이퍼 암을 왕복시키도록 제1 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 제1 와이퍼 암 그리고 차량의 전기 에너지의 공급원을 포함한다. 시스템은 제1 와이퍼 암 상에 장착되고 공급원에 전기적으로 결합되는 제1 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체를 또한 포함한다. 조립체는 상부 부분 그리고 윈드실드와 접촉되는 저부 스퀴지 부분, 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는 긴 탄성 블레이드를 포함한다. 조립체는 블레이드의 상부 부분 위에 위치되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 지지 부재를 또한 포함한다. 지지 부재의 각각은 내부 및 외부 표면 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는다. 조립체는 블레이드의 단부 부분들 사이에서 연장되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 스파인을 추가로 포함한다. 스파인의 각각은 지지 부재에 블레이드를 연결하기 위해 그리고 조립체가 와이퍼 암에 의해 왕복될 때에 블레이드 및 지지 부재가 윈드실드의 표면 구성에 탄성적으로 순응되게 하기 위해 블레이드의 상부 부분과 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치된다. 조립체는 공급원으로부터의 전기 에너지를 열로 변환하는 적어도 1개의 긴 가요성 가열기를 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제1 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치된다. 적어도 1개의 가열기는 스파인에 인접하게 제1 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제1 가열 요소를 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제2 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치된다. 적어도 1개의 가열기는 스파인에 인접하게 제2 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제2 가열 요소를 포함한다. 적어도 1개의 가열기는 조립체 및 윈드실드 상의 얼음 축적물을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 블레이드의 상부 부분, 제1 및 제2 지지 부재 그리고 스파인을 가열한다. 조립체는 지지 부재들 사이에서 블레이드 및 스파인을 함께 연결하고 제1 와이퍼 암에 조립체를 연결하는 중심 지지 장치를 추가로 포함한다. 와이어가 적어도 1개의 가열기에 공급원으로부터의 전기 에너지를 제공하기 위해 공급원에 그리고 적어도 1개의 가열기에 전기적으로 결합되고 중심 지지 부재를 통해 연장된다.

시스템은 시스템의 각각의 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 제1 및 제2 가열기를 포함할 수 있다.

시스템은 가열기의 오염을 방지하기 위해 중심 지지 장치에서 와이어를 밀봉하는 밀봉 재료를 포함할 수 있다.

시스템은 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡을 추가로 포함할 수 있다. 제1 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제1 단부 부분 그리고 제1 지지 부재를 함께 고정한다. 제2 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제2 단부 부분 그리고 제2 지지 부재를 함께 고정한다. 시스템은 가열기의 오염을 방지하기 위해 와이퍼 단부 캡에서 블레이드의 단부 부분 그리고 지지 부재를 밀봉하는 밀봉 재료를 포함할 수 있다.

가열될 때에, 조립체는 차량 외부측 주위 온도가 20℉(-6.67℃)이고 차량 속도가 60마일/h(96.43㎞/h)일 때에 80℉(26.67℃)의 평균 온도를 가질 수 있다.

가열 요소의 각각은 식각된 포일 가열 요소를 포함할 수 있다.

지지 부재의 각각의 상부와 스퀴지 부분의 저부 사이에서의 조립체의 두께는 1인치(2.54㎝) 미만일 수 있다.

시스템은 가열기로의 공급원으로부터 전기 에너지의 흐름을 제어하기 위해 와이어 및 공급원에 연결되는 제어기를 포함할 수 있다.

제어기는 스위치 또는 릴레이 그리고 릴레이를 작동시키는 제어 신호를 발생시키는 회로를 포함할 수 있다.

제2 와이퍼 암이 윈드실드를 횡단하여 제2 와이퍼 암을 왕복시키도록 제2 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 제2 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체가 제2 와이퍼 암 상에 장착될 수 있고, 공급원에 전기적으로 결합될 수 있다.

본 발명의 위의 목적 및 다른 목적, 특징 그리고 장점은 첨부 도면과 연계하여 취해질 때에 본 발명을 수행하는 최상 모드의 다음의 상세한 설명으로부터 용이하게 명확해진다.

도1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 한 쌍의 와이퍼 조립체를 포함하는 가열식 와이퍼 시스템의 주변도이고, 자동차의 와이퍼 조립체 및 윈드실드의 양쪽 상의 얼음 축적물을 제거하거나 감소시키는 그 작동을 도시하고 있다.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 도1의 와이퍼 조립체들 중 하나의 분해 사시도이다.
도3은 조립 후의 도2의 와이퍼 조립체의 사시도이다.
도3a는 도3의 선 3a-3a를 따라 취해진 단면도이다.
도3b는 도3의 선 3b-3b를 따라 취해진 단면도이다.
도4는 자동차의 윈드실드 상에서의 그 작동 중의 한 쌍의 종래 기술의 와이퍼 조립체의 주변도이다.
도5a는 본 발명의 와이퍼 조립체에서 사용되는 나선형 권취 저항 와이어를 갖는 가열기의 하나의 실시예의 부분 절결 단면 사시도이다.
도5b는 와이퍼 조립체에서 사용되는 가열기의 또 다른 실시예의 평면도이다.
도5c는 그 상부 층이 그 식각된 포일 가열 요소를 보여주기 위해 부분 절첩된 상태에서의 가열기의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성된 가열식 와이퍼 시스템의 개략 블록도이고, 수동 조작 스위치를 갖는 전형적인 와이어 설치를 도시하고 있다.
도7은 도6의 블록도와 유사한 개략 블록도이지만, 제어 신호로 작동 가능한 릴레이를 보유한 연결 모듈을 갖는 선택 사항의 와이어 설치를 도시하고 있다.

도1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성된 가열식 와이퍼 시스템(10)이 도시되어 있다. 시스템(10)은 차량(16)의 윈드실드(14)를 횡단하여 제1 와이퍼 암(12)을 왕복시키도록 (도시되지 않은) 제1 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 제1 와이퍼 암(12)을 포함한다. 시스템(10)은 윈드실드(14)를 횡단하여 제2 와이퍼 암(18)을 왕복시키도록 (도시되지 않은) 제2 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 제2 와이퍼 암(18)을 추가로 포함한다.

시스템(10)은 차량(16)의 배터리(20) 등의 전기 에너지의 공급원, 그리고 제1 와이퍼 암(12) 상에 장착되고 퓨즈(24) 그리고 아래에서 추가로 설명될 연결 모듈(25)(즉, 도6) 또는 연결 모듈(88)(즉, 도7) 중 한쪽을 통해 배터리(20)에 전기적으로 결합되는 제1 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체(22)를 또한 포함한다. 시스템(10)은 전형적으로 제2 와이퍼 암(18) 상에 장착되고 또한 퓨즈(24) 그리고 연결 모듈 중 한쪽(25 또는 88)을 통해 배터리(20)에 전기적으로 결합되는 제2 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체(26)를 추가로 포함한다. 일부의 적용 분야에서, 단지 1개의 와이퍼 조립체가 요구된다는 것이 이해되어야 한다.

도2, 도3, 도3a 및 도3b를 이제부터 참조하면, 제2 조립체(26)는 제1 조립체(22)와 실질적으로 동일하므로, 단지 제1 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체(22)가 도시 및 설명된다.

조립체(22)는 상부 부분(30) 그리고 윈드실드(14)와 접촉되는 저부 스퀴지 부분(32)을 갖는 긴 탄성 고무/실리콘 블레이드(28)를 포함한다. 블레이드(28)는 제1 및 제2 대향 단부 부분(각각, 34, 36)을 또한 갖는다.

조립체(22)는 블레이드(28)의 상부 부분(30) 위에 위치 및 고정되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 지지 부재(각각, 38, 40)를 또한 포함한다. 지지 부재(38, 40)의 각각은 내부 및 외부 표면(각각, 42, 44) 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분(각각, 46, 48)을 갖는다.

조립체(22)는 이격된 긴 탄성 스프링강 제1 및 제2 스파인(각각, 50, 52)을 추가로 포함한다. 스파인(50, 52)의 각각은 블레이드(28) 및 지지 부재(38, 40)를 함께 연결하기 위해 그리고 조립체(22)가 와이퍼 암(12)에 의해 왕복될 때에 블레이드(22) 및 지지 부재(38, 42)가 윈드실드(14)의 표면 구성에 탄성적으로 순응되게 하기 위해 블레이드(28)의 상부 부분(30)과 지지 부재(38, 40)의 내부 표면(42) 사이의 블레이드(28)의 단부 부분(34, 36) 사이에서 연장된다.

조립체(22)는 배터리(20)로부터의 전기 에너지를 열로 변환하는 적어도 1개의 가열기 바람직하게는 2개의 긴 가요성 가열기(각각, 54, 56)를 또한 포함한다. 1개의 가열기가 사용되면, 이것은 조립체(22)의 단부들 사이에서 연장되는 1개의 연속 가요성 가열기일 것이다. 제1 가열기(54)는 블레이드(28)의 상부 부분(30)과 제1 지지 부재(38)의 내부 표면(42) 사이에 배치된다. 도5a에 도시된 것과 같이, 바람직하게는, 가열기(54)는 스파인(50, 52)에 바로 인접하게 제1 지지 부재(38)의 단부 부분(46, 48) 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 저항 와이어 가열 요소(53)를 포함한다.

도3을 다시 참조하면, 제2 가열기(56)는 블레이드(28)의 상부 부분(30)과 제2 지지 부재(40)의 내부 표면(42) 사이에 배치된다. 제2 가열기(56)는 바람직하게는 스파인(50, 52)에 바로 인접하게 제2 지지 부재(40)의 단부 부분(46, 48) 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 저항 와이어 가열 요소(53)를 또한 포함한다. 블레이드(28)의 상부 부분(30), 제1 및 제2 지지 부재(38, 40) 그리고 스파인(50, 52)은 조립체(22) 및 윈드실드(14) 상의 얼음 생성물을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 가열기(54, 56)에 의해 가열된다.

조립체(22)는 지지 부재(38, 40) 사이에서 블레이드(28) 및 스파인(50, 52)을 함께 연결하고 와이퍼 암(12)에 조립체(22)를 연결하는 중심 지지 장치(58)를 추가로 포함한다. 장치(58)는 조립체(22)에 암(12)을 제거 가능하게 고정하는 어댑터(adapter)(60)를 포함한다. 장치(58)는 커버 부재(62) 및 중심 커넥터(64)를 또한 포함하고, 이들의 양쪽 모두는 조립체(22)를 함께 고정하는 것을 돕기 위해 각각 지지 부재(38, 40)의 단부 부분(48, 46)에 인접하게 스파인(50, 52)에서 함께 조립된다.

조립체(22)는 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡(각각, 72, 74)을 또한 포함한다. 제1 와이퍼 단부 캡(72)은 각각 블레이드(28)의 제1 단부 부분(34, 46) 그리고 제1 지지 부재(38)를 함께 고정한다. 제2 와이퍼 단부 캡(74)은 각각 블레이드(28)의 제2 단부 부분(36, 48) 그리고 제2 지지 부재(40)를 함께 고정한다. 액체 고무 등의 밀봉 재료(76)가 각각 가열기(54, 56)의 오염을 방지하기 위해 각각 와이퍼 단부 캡(72, 74)에서 각각 블레이드(28)의 단부 부분(34, 36) 그리고 지지 부재(38, 40)의 단부 부분(46, 48)을 밀봉한다.

와이어(66)가 가열기(54, 56)의 양쪽 단부에 전기적으로 결합되고, 가열기(54, 56)에 배터리(20)로부터의 전기 에너지를 제공하기 위해 부재(62)와 커넥터(64) 사이에서 지지 부재(38, 40)의 중공 부분(67)을 통해 그리고 중심 지지 장치(58)를 통해 연장된다. 와이어(66)의 단부 부분이 커넥터(64) 내에 위치되는 수축 튜브(68) 내의 은 연납에 의해 함께 연결되고, 가열기(54, 56)의 오염을 방지하기 위해 밀봉 재료(70)로 밀봉된다. 와이어(66)는 또한 가요성 가열기(들)(56 및/또는 58)와 합체될 수 있다. 가열기(56, 58)는 바람직하게는 병렬로 연결되지만, 와이어(66)에 의해 직렬로 연결될 수 있다.

도5a는 가열기(54)[그리고 또한 가열기(56)]의 하나의 실시예를 도시하고 있다. 가열기(54)는 유리 섬유 코어(57) 주위에 권취되는 저항 와이어 가열 요소 또는 전도체(53)를 포함하는 와이어/코드 나선형 권취 케이블이다. 실리콘 고무 절연체(55)가 전도체(53) 및 코어(57)를 포위한다. 가열 요소(53)는 니크롬 저항 와이어(Nichrome resistance wire)일 수 있다.

도5b는 조립체(22, 26)에서 사용되는 가열기의 또 다른 실시예를 도시하고 있고, 가열기(54)의 부품과 동일 또는 유사한 구조 또는 기능을 갖는 가열기(54")의 부품은 2개의 프라임 부호를 갖는다. 가열기(54")는 가열기(54")의 측면들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되고 플라스틱 기부(57") 상에 형성되는 식각된 포일 가열 요소(53")를 갖는 캡톤 스타일 가열기(Kapton style heater)이다. 플라스틱 커버가 전형적으로 가열 요소(53")를 덮는다.

도5c는 조립체(22, 26)에서 사용되는 가열기의 또 다른 실시예를 도시하고 있고, 가열기(54)의 부품과 동일 또는 유사한 구조 또는 기능을 갖는 부품은 1개의 프라임 부호를 갖는다. 가열기(54')는 가열기(54')의 측면들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 식각된 포일 가열 요소(53')를 또한 갖는 PET 필름 스타일 가열기이다. 가열 요소(53')는 PET 필름(57') 상에 형성되고, PET 필름 커버(55')를 갖는다.

전기 가열기의 한쪽 또는 양쪽이 다음의 스타일들 즉 와이어 케이블 스타일(도5a); 캡톤 스타일 리본/테이프 스타일(도5b); 부틸 스타일 와이어 권취 패드; 와이어 테이프; 1개의 와이어 스타일; 스크린 인쇄물; 실리콘 와이어 권취 패드; 및 PET 필름(도5c) 중 하나일 수 있다. 가열기 형태는 다음 즉 와이어 권취물; 식각된 포일; 와이어 케이블; 및 실리콘/pvc 중 1개 이상일 수 있다. 화합물 또는 재료는 다음 즉 와이어 니켈-크롬; 포일; 인쇄물; 구리 니켈 중 1개 이상을 포함할 수 있다.

이러한 형태의 가요성 가열기 요소는 식각된 열포일(thermofoil) 및 와이어 권취물을 포함할 수 있다. 캡톤 형태 가열기로서, 절연성 재료 즉 폴리이미드/FEP/WA/ULA, PTFE, 폴리에스테르 및 운모가 사용될 수 있다. 실리콘 고무 및 부틸 고무가 사용될 수 있다.

위의 것들 중 임의의 것이 사용될 수 있다. 다른 것들이 비용 효과적이면 사용될 수 있다. 그러나, 와이어 나선형 권취 케이블(즉, 도5a)의 비용은 상당히 낮다. 와이어 나선형 케이블 가열기(54)는 기성 규격품(off-the-shelf)이고, 모든 다른 것들은 각각의 적용 분야를 위해 주문 제작될 것이 필요할 것이다.

도1을 다시 참조하여, 와이퍼 시스템(10)의 작동이 이제부터 설명될 것이다. 가열식 프레임리스 와이퍼 조립체(22, 26)는 차량의 배터리(20)로부터 DC 전압을 수용한다. 배터리(20)는 조립체(22, 26)에 전력을 전달하고, 수동 조작 스위치(80) 등의 제어 장치가 배터리(20)와 조립체(22, 26) 사이의 회로를 폐쇄한다. 스위치(80)는 전형적으로 운전석(driver compartment) 내에 위치된다. 운전자에 의해 작동되면, 스위치(80)는 기관실(engine compartment) 내의 차량의 후드 아래에 위치되는 것이 전형적인 연결 모듈(25)로 배터리(20)로부터의 전력을 제공한다. 연결 모듈(25)로부터, 배터리(20)로부터의 전력이 와이퍼 조립체(22, 26)로 안내되고, 와이어(66)에 의해 와이퍼 암(12, 18) 위로 그리고 조립체(22, 26)의 가열기(54, 56)로 이동된다.

도1 및 도6을 참조하면, 이러한 작동을 위해 형성될 것이 필요한 연결이 단지 4개인 것이 전형적이다. 3개의 연결은 연결 모듈(25)에 대해 형성된다. 이것은 연결 모듈(25) 내로 2개의 와이퍼 조립체(22, 26)로부터의 와이어(66) 그리고 스위치(80)로부터의 와이어(84)를 단순하게 플러그 연결함으로써 수행된다. 다른 연결은 연결 모듈(25)로부터의 와이어(86)에 의해 차량의 배터리(20)에 대해 형성된다.

아래에서 더 상세하게 설명되는 또 다른 더 자동화된 실시예에서, 온도 센서(82)가 주위 차량 온도를 얻기 위해 차량(16) 상에 위치되고, 도7에 도시된 것과 같이 와이어(92)에 의해 연결 모듈(88)에 연결된다. 이러한 실시예에서, 모듈(88)은 배터리(20)와 조립체(22, 26) 사이의 회로를 자동적으로 폐쇄하기 위해 릴레이(90)와 결합되는 종래의 회로를 포함한다. 이러한 자동 폐쇄는 외부 차량 온도가 센서(82)에 의해 사전 결정되는 수준 아래로 떨어질 때에 수행될 수 있다. 또한, 작동 시스템은 차량 배터리 전압을 감시할 수 있다. 가열식 와이퍼 시스템이 장기간 동안 방치되어(예컨대: 차량이 공항에 방치되어) 배터리 전압이 사전 설정된 전압 설정 아래로 떨어지면, 시스템이 자동적으로 정지될 것이고, 그에 의해 방전 배터리 상황(dead battery situation)을 방지한다.

도1 및 도6을 이제부터 참조하면, 다음과 같이 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템을 얻기 위해 와이퍼 조립체(22, 26)의 "표준" 설치가 도시되어 있다. 즉,

· 와이퍼 암(12, 18) 사이의 차량(16)의 기관실 영역 내에 후드 연결 모듈(25)을 장착한다.

· 오래된 와이퍼 조립체(즉, 도4)를 제거하고, 새로운 가열식 조립체(22, 26)를 설치한다.

· 조립체(22, 26)로부터 후드-아래의 연결 모듈(25)로 와이퍼 피드 와이어(wiper feed wire)(66)를 경유시켜 연결하고, 플러그 연결한다.

· 그 각각의 와이퍼 암(12, 18)에 와이퍼 피드 와이어(66)를 부착한다.

· 차량(16)의 내부로 스위치 피드 와이어(84)를 경유시키고, 수동 스위치(80)에 부착한다.

· 운전석 내의 요구 위치에 수동 스위치(80)를 장착한다.

· 모듈(25)로부터 배터리(20)로 공급원 와이어(86) 및 퓨즈(24)를 경유시켜 연결한다.

도1 및 도7을 이제부터 참조하면, 다음과 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 또 다른 시스템을 얻기 위해 와이퍼 조립체(22, 26)의 "고급" 또는 최적 설치가 도시되어 있다. 즉,

· 와이퍼 암(12, 18) 사이의 차량(16)의 기관실 영역 내에 후드 연결 모듈(88)을 장착한다.

· 후드-아래의 연결 모듈(88)로 좌측 및 우측 와이퍼 피드 와이어(66)를 경유시키고, 플러그 연결한다.

· 와이퍼 암(12, 18)에 와이퍼 피드 와이어(66)를 부착한다.

· 모듈(88)로부터 배터리(20)로 공급원 와이어(86) 및 퓨즈(24)를 경유시켜 연결한다.

· 조립체(22, 26)가 자동 방식으로 가열되게 하기 위해 센서(82)로부터 차량(16)의 내부로 작동 피드 와이어(92)를 경유시키고 작동 장치(96)(본체 제어 모듈, 자동 모듈, 전자 제어 유닛 또는 서리 제거 장치 피드)로부터 모듈(88)의 릴레이(90)로 와이어(94)를 경유시켜 연결한다.

본 발명의 적어도 1개의 실시예에 따라 구성된 가열식 와이퍼 조립체(22, 26) 및 가열식 와이퍼 시스템(10)은 다음의 장점들 중 1개 이상을 포함한다. 즉,

· 부식 문제를 유발할 수 있는 외부 와이어 연결부가 없는 플러그 앤드 플레이 설치(plug and play installation)가 제공된다.

· 윈드실드(14) 위로 1인치(2.54㎝)[즉, 바람직하게는 3/4인치(1.91㎝)] 미만만큼 돌출되는 낮은 프로파일의 가열식 와이퍼 조립체 설계가 제공되고, 이것은 그 상에서의 눈 및 얼음의 축적물을 감소시키는 것을 돕는다.

· 표면적을 감소시키는 외부 가열 구성 요소가 없고, 그에 의해 고속으로 주행 중일 때에 와이퍼 조립체(22, 26)가 들리는 것을 방지한다.

· 피벗/압력 지점이 동결 및 마모되는 것을 제거하는 가열식 밀봉식 프레임리스/힌지리스 와이퍼 조립체 설계가 제공된다. 이러한 가열식 와이퍼 조립체 설계는 윈드실드(14)에 대한 가변 굴곡 작용으로 기후 조건과 무관하게 최대의 윈드실드 접촉을 가능케 한다.

· 밀봉식 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체 설계는 또한 더 효과적인 가열 기능을 가능케 한다. 가열 요소 또는 가열기는 표준 프레임의 피벗/압력 지점을 갖지 않음으로써 효과적이고 효율적인 가열을 제공하고, 그에 의해 매우 낮은 전류 소모량(current draw)으로 와이퍼 조립체에 열을 제공하는 것에 집중한다. 그러면, 이것은 와이퍼 조립체의 프로파일 및 표면적을 또한 감소시키는 매우 작은 와이어 리드가 사용되게 한다. 이러한 매우 낮은 전류 소모량은 본체 제어 모듈로부터의 단순한 스위치 설치로부터 OEM 스타일 설치까지 많은 상이한 형태의 전원을 가능케 하고, 그에 의해 이러한 설계에 자동 작동 옵션을 제공한다. 제조업자에 대한 그리고 소비자에 대한 총 비용은 이러한 스타일의 가열식 와이퍼 조립체에서 매우 낮다. 가열될 것이 필요한 표면적의 크기를 감소시킴으로써 그리고 와이퍼 조립체의 양쪽 측면 상에서의 눈 및 얼음의 축적물을 감소시키기 위해 지그-재그형 또는 사인 곡선형 레이아웃의 가열 요소 또는 가열기를 사용함으로써, 이러한 제품을 제조하는 데 요구되는 재료의 양 그리고 제조 공정의 개수가 최소화된다. 이전에 언급된 것과 같이, 조립체의 하나의 단부로부터 조립체의 다른 단부까지 직선형으로 연장되는 1개의 연속 가요성 가열기가 2개의 가열기 대신에 사용될 수 있다. 이러한 지그-재그형 설계는 와이퍼 조립체의 기능을 결코 방해하지 않는다. 표준 고급 비-가열식 와이퍼 조립체의 가격으로, 소비자는 가열식 와이퍼 조립체의 추가 장점을 가질 것이다.

· 본 발명에 따라 구성된 이러한 스타일의 가열식 와이퍼 조립체는 현재 도로 상에서 운행되는 실질적으로 임의의 크기 및 스타일의 차량에 적절할 것이다. 이러한 설계는 단지 여객 차량에 제한되지 않는다. 실질적으로 임의의 윈드실드 와이퍼 적용 분야가 이러한 설계로 개조될 수 있다. 단순하게 기존의 와이퍼 블레이드 조립체(암이 아님)를 교체하고 소수의 전기 연결을 수행함으로써, 소비자는 이제부터 가열식 블레이드 조립체의 추가 장점을 갖는다. 이러한 스타일은 또한 많은 적용 분야에 맞추기 위해 많은 와이퍼 암 스타일을 제조할 필요가 없으므로 제조 미용을 매우 낮게 유지시킨다.

· 이러한 스타일의 가열식 와이퍼 조립체는 작동될 가열 범위를 유지하기 위해 특별한 형태의 제어기를 요구하지 않고; 와이퍼 조립체는 단순하게 차량 배터리 등의 전원을 필요로 한다. 와이퍼 조립체는 얼음 및 눈을 녹이는 데 필요한 가열 수준을 유지할 수 있다. 선택 사항으로서, 와이퍼 조립체는 소비자가 선택하는 것에 따라 많은 상이한 방식으로 작동될 수 있다. 와이퍼 조립체가 매우 낮은 작동 전류에서 작동되므로, 와이퍼 가열 작동은 서리 제거 시스템과 연계하여 자동 온도 센서(82)에 의해 및/또는 차량의 본체 제어 모듈(도7에서의 96)에 의해 제어될 수 있다.

· 와이퍼 조립체는 어떠한 다른 조립도 없는 독립형 밀봉식 가열식 와이퍼 조립체이고, 그에 의해 와이퍼 조립체를 차량 소유자를 위한 이상적인 "자가-설치식(self-installed)"으로 만든다.

전술된 가열식 와이퍼 조립체 및 가열식 와이퍼 시스템의 하나의 실시예의 일부 데이터는 다음과 같다. 즉,

· 매우 낮은 2-3 암페어의 와이퍼 조립체 쌍당 평균 작동 전류를 갖고,

· 밀봉된 일체형 설계를 갖고,

· 0.015㎝(0.006 인치) 직경을 갖는 가열 와이어 또는 요소를 갖고(즉, 도5a),

· 20℉(-6.67℃) 외부 온도 그리고 60마일/h(96.43㎞/h)에서 80℉(26.67℃) 평균 온도를 갖고,

· 피벗/압력 지점을 갖지 않는 가열식 밀봉 프레임리스/힌지리스 설계를 갖고,

· 윈드실드(14)에 대한 가변 굴곡을 갖고,

· 용이한 설치를 갖고,

· 12-14.5 V의 작동 최적 범위를 갖고,

· 범용 끼워맞춤을 갖고,

· 1ft(30.48㎝) 당 18-22Ω을 갖는 가열 와이어를 갖고(도5a),

· 지그-재그형 가열 요소 설계가 모든 측면에서 효과적이고 효율적인 가열을 제공하고(도5a, 도5b, 도5c),

· 윈드실드(14) 위로 3/4인치(1.91㎝)의 낮은 프로파일을 갖고,

· 낮은 비용으로 소유할 수 있고,

· 외부 전기 연결부 또는 가열 구성 요소가 없다.

본 발명의 실시예가 예시 및 설명되었지만, 이들 실시예는 본 발명의 모든 가능한 형태를 예시 및 설명하는 것을 목적으로 하지 않는다. 오히려, 본 명세서에서 사용된 용어는 제한보다는 설명을 위한 용어이고, 다양한 변화가 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

차량의 윈드실드를 횡단하여 와이퍼 암을 왕복시키도록 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 와이퍼 암 상에 장착되도록 된 그리고 차량의 전기 에너지의 공급원에 전기적으로 결합되도록 된 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체로서, 조립체는, 상부 부분 그리고 윈드실드와 접촉되는 저부 스퀴지 부분을 갖고, 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는 긴 탄성 블레이드와; 블레이드의 상부 부분 위에 위치되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 지지 부재로서, 지지 부재의 각각은 내부 및 외부 표면 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는, 제1 및 제2 지지 부재와; 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 스파인으로서, 스파인의 각각은 블레이드 및 지지 부재를 연결하기 위해 그리고 조립체가 와이퍼 암에 의해 왕복될 때에 블레이드 및 지지 부재가 윈드실드의 표면 구성에 탄성적으로 순응되게 하기 위해 블레이드의 상부 부분과 지지 부재의 내부 표면 사이의 블레이드의 단부 부분들 사이에서 연장되는, 제1 및 제2 스파인과; 지지 부재들 사이에서 블레이드 및 스파인을 함께 연결하고 와이퍼 암에 조립체를 연결하는 중심 지지 장치를 포함하는, 조립체에 있어서,
공급원으로부터의 전기 에너지를 열로 변환하는 길고 유연한 제1 및 제2 가열기로서, 제1 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제1 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치되어 제1 지지 부재의 내부 표면 및 블레이드의 상부 부분의 외부 표면에 직접 접촉하고, 제1 가열기는 스파인에 인접하게 제1 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제1 가열 요소를 포함하고, 제2 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제2 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치되어 제2 지지 부재의 내부 표면 및 블레이드의 상부 부분의 외부 표면에 직접 접촉하고, 제2 가열기는 스파인에 인접하게 제2 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제2 가열 요소를 포함하고, 제1 및 제2 가열기는 조립체 및 윈드실드 상의 얼음 축적물을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 블레이드의 상부 부분, 제1 및 제2 지지 부재 그리고 스파인을 직접 가열하는, 제1 및 제2 가열기와;
제1 및 제2 가열기에 공급원으로부터의 전기 에너지를 제공하기 위해 제1 및 제2 가열기에 전기적으로 결합되고 중심 지지 부재를 통해 연장되는 와이어를 포함하는 조립체.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 가열기는 조립체의 각각의 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 조립체.
제2항에 있어서, 가열기의 오염을 방지하기 위해 중심 지지 장치에서 와이어를 밀봉하는 밀봉 재료를 추가로 포함하는 조립체.
제2항에 있어서, 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡으로서, 제1 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제1 단부 부분 그리고 제1 지지 부재를 함께 고정하고, 제2 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제2 단부 부분 그리고 제2 지지 부재를 함께 고정하는, 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡과;
가열기의 오염을 방지하기 위해 와이퍼 단부 캡에서 블레이드의 단부 부분 그리고 지지 부재를 밀봉하는 밀봉 재료
를 추가로 포함하는 조립체.
제1항에 있어서, 가열 요소의 각각은 저항 와이어 가열 요소를 포함하는 조립체.
제5항에 있어서, 저항 와이어 가열 요소의 각각은 직선 1ft(30.48cm) 당 18 내지 22Ω의 범위 내의 전기 저항을 갖는 조립체.
제1항에 있어서, 가열될 때의 조립체는 차량 외부측 주위 온도가 20℉(-6.67℃)이고 차량 속도가 60마일/h(96.43㎞/h)일 때에 80℉(26.67℃)의 평균 온도를 갖는 조립체.
제1항에 있어서, 가열 요소의 각각은 식각된 열포일 가열 요소 또는 와이어 권취 가열 요소를 포함하는 조립체.
제1항에 있어서, 지지 부재의 각각의 상부와 스퀴지 부분의 저부 사이에서의 조립체의 두께가 1인치(2.54㎝) 미만인 조립체.
제2항에 있어서, 가열기로의 공급원으로부터의 전기 에너지의 흐름을 제어하기 위해 와이어에 연결되거나 연결하는 제어기를 추가로 포함하는 조립체.
제10항에 있어서, 제어기는 스위치를 포함하는 조립체.
제10항에 있어서, 제어기는 릴레이를 포함하는 조립체.
제12항에 있어서, 제어기는 릴레이를 제어하는 제어 신호를 발생시키는 회로를 포함하는 조립체.
차량의 윈드실드를 횡단하여 제1 와이퍼 암을 왕복시키도록 제1 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 제1 와이퍼 암과; 차량의 전기 에너지의 공급원과; 제1 와이퍼 암 상에 장착되고 공급원에 전기적으로 결합되는 제1 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체를 포함하는 가열식 와이퍼 시스템으로서, 조립체는, 상부 부분 그리고 윈드실드와 접촉되는 저부 스퀴지 부분을 갖고, 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는 긴 탄성 블레이드와; 블레이드의 상부 부분 위에 위치되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 지지 부재로서, 지지 부재의 각각은 내부 및 외부 표면 그리고 제1 및 제2 대향 단부 부분을 갖는, 제1 및 제2 지지 부재와; 블레이드의 단부 부분들 사이에서 연장되는 이격된 긴 탄성 제1 및 제2 스파인으로서, 스파인의 각각은 블레이드 및 지지 부재를 연결하기 위해 그리고 조립체가 와이퍼 암에 의해 왕복될 때에 블레이드 및 지지 부재가 윈드실드의 표면 구성에 탄성적으로 순응되게 하기 위해 블레이드의 상부 부분과 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치되는, 제1 및 제2 스파인과; 지지 부재들 사이에서 블레이드 및 스파인을 함께 연결하고 제1 와이퍼 암에 조립체를 연결하는 중심 지지 장치를 포함하는, 시스템에 있어서,
공급원으로부터의 전기 에너지를 열로 변환하는 길고 유연한 제1 및 제2 가열기로서, 제1 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제1 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치되어 제1 지지 부재의 내부 표면 및 블레이드의 상부 부분의 외부 표면에 직접 접촉하고, 제1 가열기는 스파인에 인접하게 제1 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제1 가열 요소를 포함하고, 제2 가열기는 블레이드의 상부 부분과 제2 지지 부재의 내부 표면 사이에 배치되어 제2 지지 부재의 내부 표면 및 블레이드의 상부 부분의 외부 표면에 직접 접촉하고, 제2 가열기는 스파인에 인접하게 제2 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 연장되는 제2 가열 요소를 포함하고, 제1 및 제2 가열기는 조립체 및 윈드실드 상의 얼음 축적물을 제거하거나 크게 감소시키기 위해 블레이드의 상부 부분, 제1 및 제2 지지 부재 그리고 스파인을 가열하는, 제1 및 제2 가열기와;
제1 및 제2 가열기에 공급원으로부터의 전기 에너지를 제공하기 위해 공급원에 그리고 제1 및 제2 가열기에 전기적으로 결합되고 중심 지지 부재를 통해 연장되는 와이어를 포함하는 시스템.
제14항에 있어서, 제1 및 제2 가열기는 시스템의 각각의 지지 부재의 단부 부분들 사이에서 사인 곡선형으로 연장되는 시스템.
제15항에 있어서, 가열기의 오염을 방지하기 위해 중심 지지 장치에서 와이어를 밀봉하는 밀봉 재료를 추가로 포함하는 시스템.
제15항에 있어서, 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡으로서, 제1 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제1 단부 부분 그리고 제1 지지 부재를 함께 고정하고, 제2 와이퍼 단부 캡은 블레이드의 제2 단부 부분 그리고 제2 지지 부재를 함께 고정하는, 제1 및 제2 와이퍼 단부 캡과;
가열기의 오염을 방지하기 위해 와이퍼 단부 캡에서 블레이드의 단부 부분 그리고 지지 부재를 밀봉하는 밀봉 재료
를 추가로 포함하는 시스템.
제14항에 있어서, 가열 요소의 각각은 저항 와이어 가열 요소를 포함하는 시스템.
제14항에 있어서, 저항 와이어 가열 요소의 각각은 직선 1ft(30.48cm) 당 18 내지 22Ω의 범위 내의 전기 저항을 갖는 시스템.
제14항에 있어서, 가열될 때의 조립체는 차량 외부측 주위 온도가 20℉(-6.67℃)이고 차량 속도가 60마일/h(96.43㎞/h)일 때에 80℉(26.67℃)의 평균 온도를 갖는 시스템.
제14항에 있어서, 가열 요소의 각각은 식각된 포일 가열 요소를 포함하는 시스템.
제14항에 있어서, 지지 부재의 각각의 상부와 스퀴지 부분의 저부 사이에서의 조립체의 두께가 1인치(2.54㎝) 미만인 시스템.
제15항에 있어서, 가열기로의 공급원으로부터 전기 에너지의 흐름을 제어하기 위해 와이어 및 공급원에 연결되는 제어기를 추가로 포함하는 시스템.
제23항에 있어서, 제어기는 스위치를 포함하는 시스템.
제23항에 있어서, 제어기는 릴레이를 포함하는 시스템.
제25항에 있어서, 제어기는 릴레이를 작동시키는 제어 신호를 발생시키는 회로를 포함하는 시스템.
제14항에 있어서, 시스템은 윈드실드를 횡단하여 제2 와이퍼 암을 왕복시키도록 제2 와이퍼 모터에 작동 가능하게 연결되는 제2 와이퍼 암과; 제2 와이퍼 암 상에 장착되고 공급원에 전기적으로 결합되는 제2 프레임리스 가열식 와이퍼 조립체를 추가로 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 가열 요소의 각각은 폴리이미드/FEP/WA/ULA, PTFE, 폴리에스테르, 운모, 실리콘 고무 및 부틸 고무 중 적어도 1개를 포함하는 절연성 재료를 포함하는 조립체.
제14항에 있어서, 가열 요소의 각각은 폴리이미드/FEP/WA/ULA, PTFE, 폴리에스테르, 운모, 실리콘 고무 및 부틸 고무 중 적어도 1개를 포함하는 절연성 재료를 포함하는 시스템.