승용차 윈도우 단일 와이퍼용 4절 기구 설계

목차

1. 설계 목표
2. 설계 사양
3. 설계 과정
4. 크랭크-로커 기구의 와이퍼 적용
5. 설계 결과

본문내용

고려해서 임의로 적절히 선택하고 다음과 같이 을 계산한다.
⇒ (3)
그리고 는 와는 다음과 같은 관계가 있다.
⇒ (4)
식 (2)와 (4)를 고려해보면 와 는 다음과 같은 관계가 있다.
⇒ (5)
즉, 가 결정되면 는 저절로 결정된다. 계속해서 을 결정하도록 한다.
<그림 4>의 좌측 한계위치에 해당하는 삼각형에서 임을 쉽게 알 수 있다. 그러므로 사인법칙을 사용하면 다음과 같은 관계식을 얻을 수 있다.
⇒ (6)
이 때, <그림 4>와 유사하게 로 설정하면 과 는 다음과 같은 관계를 갖는다.
⇒ (7)
마지막으로 은 다음과 같이 계산된다. 먼저 이 와 동일함을 다음과 같이 보인다.
⇒ (8)
한편, 앞에서 로 설정하였는데
⇒ (9)
즉, 앞에서 이 결정되면 이 결정되게 된다.
4. 크랭크-로커 기구의 와이퍼 적용
승용차의 전면 유리창을 세척하는 용도의 와이퍼는 단순히 세척기구가 전면 유리창을 왕복 운동하는 기능을 갖고 있다. 앞에서 제시한대로 180도를 왕복 운동하는 경우 <그림 2>와 같이 와이퍼는 전면 유리창을 대칭으로 세척하고 있다. 이 경우 운전자가 시야를 확보하는 것에는 문제가 없지만 전면 유리창의 모서리 부분과 상단부분은 세척되지 않는 상황이 발생할 수 있다. 전면 유리창이 세척되는 부분을 좀 더 넓히기 위해서 와이퍼의 세척기구의 길이를 증가시켜서 운전자 영역에서 세척되는 부분을 좀 더 확장하거나 종동절의 회전중심을 좌측으로 이동시킴으로써 동승자 영역에서 세척되는 부분을 감소시켜서 전체적으로 운전자 영역 위주로 와이퍼 시스템을 설계할 수도 있다.
※ 현재 체어맨은 단일 와이퍼를 사용하고 있다. 체어맨은 벤츠의 기술력으로 제작 된 차이기 때문에 벤츠사의 특허품인 단일 와이퍼를 사용한다. 와이퍼가 1개임에도 불구하고 2개짜리 와이퍼보다 많은 면적(시야의 90%)을 닦아내는데 이 비밀은 부채꼴로 닦아내는 것이 아니라 M자를 그리며 닦는 것이다.
5. 설계 결과
지금까지 운전자의 시야를 우선적으로 세척할 수 있는 와이퍼 시스템에 적용될 수 있는 4절 기구의 일종인 크랭크-로커 기구의 설계과정을 제시하였다. 그 결과를 다음의 <표 1>에 정리하도록 한다.
<표 1> 단일 와이퍼용 4절 기구 설계 결과
변수
방정식(식 번호)
설명
(임의로 설정됨)
설계 시작단계에서 적절한 값으로 설정함.
⇒ (5)
주어진 에 의해서 계산 가능함.
⇒ (7)
라는 설정이 필요함
⇒ (9)
과 에 의해서 계산 가능함.

키워드

기구학,   와이퍼설계,   단일와이퍼,   승용차,   윈도우,   와이퍼용,   4절 기구 설계,   설계