자동차용 플랫타입 윈드실드 와이퍼 시스템과 고무 블레이드의 구조해석

Abstract

와이퍼는 우천시 운전자의 시야를 확보해 주는 안전관련 장치로서 좋은 닦임성을 유지하기 위한 연구가 필요하다. 좋은 닦임성을 위해서는 고무블레이드의 마모와 떨림에 관련된 적정한 누름압과 고무의 마찰계수에 대한 기존의 경험적 설계가 아닌 구체적 설계프로세스가 확립되어야 한다. 본 논문에서는 자동차용 flat와이퍼를 상용프로그램 ANSYS를 사용하여 와이퍼블레이드의 적정한 압력분포를 이룰 수 있는 와이퍼의 구조적 변수분석을 하였고, 이를 바탕으로 고무블레이드의 단면에 대한 누르는 힘과 마찰계수간의 관계를 떨림이 안정화되는 시간(settling time)을 이용하여 분석을 하였다. 또한 piezo-resistance sensor를 사용한 누름압 측정과 High speed camera(HSC)를 이용한 단면거동의 측정 실험을 통해 해석의 타당성을 검증하였다. 적정한 균일한 누름압의 분포에 중요한 구조적 변수를 도출하였고, 고무블레이드의 힘과 마찰계수에 대한 떨림의 현상에 대한 등고선을 얻어내었다. 이 결과를 통해 누름압 분포에 따른 하중과 고무 블레이드 마찰계수의 마모와 환경변화에 의한 변화에 따른 와이퍼 블레이드 떨림 예측을 가능하게 하였다.