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공부/기계 작동 원리

Car Window (자동차 유리)

by 현구원 2025. 4. 28.
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차량의 창문을 움직이는 가장 간단한 메커니즘은 위 사진과 같은 roll up window mechanism이다. 손잡이를 잡고 돌리면 pivot point에 대해서 회전하면서 slider가 좌우로 움직이게 되고, 창문을 위 아래로 움직일 수 있게 해준다.

하지만 이러한 메커니즘의 경우 창문이 한 포인트에서만 지지되기 때문에 창문 양쪽에 마찰력 차이가 있게 되면 창문이 기울어지고, straight로 움직이지 않을 수도 있다.

이러한 문제를 해결한 것이 위 사진과 같은 scissor mechanism이다. 해당 메커니즘은 두개의 support point가 있기 때문에 창문이 직선적으로 움직일 수 있게 된다.

해당 메커니즘의 한가지 문제점은 밑부분 근처에서 창문이 갑자기 떨어진다는 점이다.

해당 문제를 해결하기 위해서 sprial spring을 pivot point에 추가한다. 이 스프링은 창문이 올라갈 때는 풀리고, 내려올 때는 압축된다. 따라서 창문이 갑작스럽게 떨어지지 않게 된다.

또 다른 문제는 해당 메커니즘이 손으로 잡아 당기거나 눌러도 작동한다는 것이다. 따라서 도둑이 원한다면 창문을 쉽게 열고 닫을 수 있다.

이는 웜기어를 통해서 쉽게 해결할 수 있다. 웜기어는 연결된 기어를 돌릴 수 있지만, 연결된 기어는 웜기어를 돌릴 수 없다. 따라서 내부에서 손잡이를 통해서 웜기어를 작동시켜 창문을 여닫을 수는 있지만, 창문을 직접 잡고 위 아래 움직일 수는 없다.

손잡이를 DC 모터로 대체해서 웜기어를 돌리도록 하면 수동으로 작동하던 것을 power window로 만들 수 있게 된다.

해당 구조들의 본질적인 문제는 sliding contact 부분이 많다는 점이다. 따라서 fricitonal loss가 높을 수 있다.

따라서 현재는 Rope and Pulley 메커니즘을 주로 사용한다. Plastic slider가 줄에 연결되어 있는데, 이것들이 창문을 지지한다.

 

DC 모터가 작동하여 줄을 당기거나 풀게 되면 plastic slider가 vertical guide를 따라서 위 아래로 이동하면서 창문을 여닫을 수 있게 해준다.


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