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와이퍼
와이퍼(wiper)는 자동차 윈드쉴드의 앞유리와 뒷유리에 있는 눈, 빗방울, 얼음, 워셔액, 물, 먼지, 이물질 등을 닦아주는 장치다. 거의 모든 자동차에 장착되어 있으며, 일반 와이퍼와 플랫 와이퍼, 하이브리드 와이퍼, 스프링클러 자체장착 와이퍼로 나뉘는데, 와이퍼는 자동차뿐만 아니라, 열차와 비행기에도 설치되어 있으며, 최근에는 우천 시에 빗물의 양을 감지해서 자동으로 작동하는 우천 감지식 와이퍼도 채용되고 있다.[1]
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목차
개요
자동차의 부품으로 전면 유리창의 빗물을 닦아낼 때 쓰는 장치이다. 여담으로 최초로 와이퍼를 고안한 인물들 중에는 피아니스트이자 발명가라는 특이한 이력을 지닌 요제프 호프만이 있다. 쇠로 된 막대에 90도 꺾을 수 있는 와이퍼 몸체가 붙고, 유리와 맞닿는 부분에 고무로 된 와이퍼 블레이드가 붙어 있는 구조다. 일반적인 승용/승합차는 전면 유리창 앞에 2개가 한 쌍으로 붙어있으며, 트레일러 등 대형 트럭이나 일부 군용 차량은 3개가 붙어 있기도 한다. 세단형 차량은 뒷 유리창용 와이퍼가 없는 경우가 대부분이지만, 해치백이나 SUV, 밴 등은 뒷 유리창에 와이퍼 하나가 달려 있는 경우가 많다. 이는 세단과 달리 SUV나 해치백은 공기역학상 후방 와류가 심하게 일어나 뒷유리에 먼지 같은 오염 물질이 잘 달라붙기 때문이다.[2]
역사
와이퍼의 탄생
본래 와이퍼는 닦이는 데 쓰이는 수건이나 걸레라는 뜻이지만 차량에 장착되어 자동차에 쓰이기 시작하면서 유리를 닦아주는 것이 되었다. 최초의 와이퍼는 완전히 수동으로 작동 가능한 와이퍼이다. 운전자가 손으로 직접 차량 내에 있는 와이퍼 레버를 앞뒤로 움직여야 했다. 과거 와이퍼가 있는 모든 차량은 그렇게 수동으로 작동하였다. 1902년 뉴욕을 방문한 메리 앤더슨은 여행 중, 차량 앞 유리에 쌓인 눈을 치우기 위해 운전기사가 주기적으로 차량에서 내리는 것을 목격한다. 그날 이후 앤더슨은 고무가 부착된 스퀴지에서 영감을 받아 차량 내부에서 와이퍼 레버를 작동 시켜 유리의 이물질을 제거하는 최초의 와이퍼를 1903년에 발명 및 특허 등록한다. 와이퍼 블레이드에 동력을 공급할 수 없었기 때문에 당시 모든 와이퍼는 수동이었다. 수동으로 작동했음에도 불구하고 차창을 깨끗하게 유지하고 물을 잘 닦아 낼 정도로 기능도 뛰어났다고 한다. 하지만 일부 사람들은 앤더슨의 아이디어를 주위를 산만하게 한다는 이유로 비난했다. 그래서 투자 유치를 할 수 없었다. 앤더슨의 와이퍼는 10년이 지난 뒤에서야 캐나다 제조업체에 의해 사용되기 시작하면서 대부분의 차량에 와이퍼가 장착된다. 하지만 특허 만료로 인해 앤더슨은 로열티나 라이선스 비용을 받을 수 없었다. 그 당시 와이퍼의 효과적인 사용 방법에는 한 손으로는 스티어링 휠을 조작하고 다른 한 손으로는 와이퍼 레버를 작동 시켜야 하는 멀티플레이가 필요했다. 1905년 와이퍼의 새로운 디자인이 탄생하지만, 수동이었기 때문에 운전 중 와이퍼 작동은 항상 위험할 수밖에 없었다.
전기 모터를 사용한 와이퍼의 탄생
1912년 전기 시동기가 설치된 이후, 드디어 1917년 전기 모터를 사용한 최초의 자동 와이퍼가 발명된다. 와이퍼는 자동차 최초의 전기 장치 중 하나였지만 안타깝게도 상업적인 성공은 거두지 못했다. 당시 거의 모든 와이퍼는 앞 유리 상단에서 아래 방향을 향해 매달려 있었지만, 차츰 전기 시스템이 복잡해지면서 지금처럼 차량 후드, 유리 아랫부분으로 이동하기 시작한다. 이후 와이퍼 온/오프 스위치에 워셔액 기능이 추가된다.
간헐적 와이퍼의 탄생
속도를 조절할 수 있는 간헐적 와이퍼는 1962년에 발명되었다. 간헐적 와이퍼 개발은 전자 부품을 조작 제어 및 관리하기 위한 회로 차단기와 퓨즈가 있는 전자 시스템의 도입을 의미했다. 이후 1980년대에는 헤드라이트에 와이퍼가 도입되기도 했으며 1990년대에는 마이크로 센서가 비를 감지해 작동 및 속도 조절도 가능했다.
압축공기 단일 와이퍼 블레이드의 탄생
1912년 미국의 발명가 윌리엄 폴 버스는 엔진의 흡기 매니폴드에서 공기를 흡입해 작동되는 압축공기 와이퍼 블레이드를 발명한다. 즉 흡입한 공기로 와이퍼를 움직이는 유압 방식이다. 당시 표준 장비였던 압축공기 와이퍼를 장착한 최초의 차량은 캐딜락이었고 압축공기 와이퍼 블레이드의 마지막은 포드 차량이었다. 압축 공기를 사용하다 보니 차량의 속도가 빨라지면 와이퍼의 움직임이 경쾌해지고 차량의 속도가 느려지면 와이퍼의 움직임도 느려지는 단점이 있다. 그럼에도 불구하고 압축 작동 방식은 1920년대 중반부터 1950년대 표준 와이퍼로 사용됐다.[3]
와이퍼 배치
와이퍼는 배치와 작동 방식에 따라 몇 가지로 나뉜다. 여기서 와이퍼는 싱글 암을 제외하고는 2개를 배치하는 경우를 기준으로 삼는다.
- 피벗형(Pivot): 가장 일반적인 형태의 와이퍼이다. 와이퍼가 같은 방향으로 움직이기 때문에 가장 손쉽게 만들 수 있다는 장점이 있지만 조수석 쪽 시야 일부가 제한된다는 단점이 있다. 대부분의 자동차가 이런 방식이지만 종종 와이퍼를 아래가 아닌 위에 배치하는 경우도 있다.
- 대향형(Sequential Sweep): 두 와이퍼가 서로 반대 방향으로 움직이도록 설계된 형태의 와이퍼. 위쪽의 와이퍼가 올라갈 땐 먼저 올라가고 내려갈 땐 나중에 내려가도록 약간의 시간차(sequential)를 둔다. 일반형과는 반대로 정사각형에 가까운 윈드실드에서의 커버 범위가 매우 넓지만 대신 와이퍼의 움직임을 계산하지 않으면 와이퍼끼리 충돌할 수 있고, 제작비용도 높다는 단점이 있다. 주로 대형 화물차나 일체형 윈드실드를 사용하는 버스가 사용하지만, 윈드실드가 매우 넓은 일부 승용 차량에도 적용된다.
- 세로형(Pantagraph): 와이퍼가 세로로 세워져 있고 링크 2개를 연결해서 와이퍼의 자세를 유지하면서 왕복 운동을 하는 방식이다. 와이퍼가 상대적으로 직선운동에 가깝게 움직이기 때문에 세로로 긴 윈드실드의 커버 범위가 넓다는 장점이 있지만, 와이퍼가 세로로 세워진 데다 링크까지 평소에도 운전석 시야에 노출되어있기 때문에 가동 중이 아닌 상황에서 시야가 크게 제한된다는 단점이 있다. 주로 일체형 윈드실드를 사용하지 않는 버스와 철도차량, 수송기 계열 고정익 항공기, 중형 이상의 헬리콥터가 채택한다.
- 단일형(Single-arm): 앞 유리창에 와이퍼 하나만 설치한 형태이다. 대한민국에서는 체어맨을 통해 잘 볼 수 있다. 싱글 암은 원래 테일게이트에 설치되는 와이퍼처럼 단순히 암 하나만으로 180도 왕복 운동을 하는 형태였지만 윗쪽 양 측면이 닦이지 않아 운전석 시야 일부가 가려진다는 문제점이 있어 스윕 타이밍에 따라 블레이드가 늘어나고 줄어들도록 자동화된 형태의 싱글암 와이퍼를 만들기도 했다. 물론 구조가 복잡해져 가격대가 비싸다.[2]
와이퍼 종류
일반 와이퍼
일반 와이퍼는 가장 보편화된 방식으로 과거 거의 모든 차종에 적용되어있었던 와이퍼이며 또한, 시중에서 가장 흔하게 사용되고 있는 와이퍼이다. 가격이 저렴하며 리벳과 요크 구조로 이루어져 누름압이 일정해 유리 전체에 고르게 작용하여 완벽한 밀착 성능을 보여준다. 하지만 내구성이 취약하고 디자인적으로 없어 보이는 단점이 있다. 또한 와이퍼에 구멍이 뚫려있어 고속주행 시 이 구멍으로 바람이 들어가 풍절음이 일어나고 관절 사이에 이물질이 걸리면 떨림 현상을 일으키며 블레이드가 쉽게 동결된다.
플랫 와이퍼
플랫 와이퍼는 일반 와이퍼의 단점을 보완시킨 방식으로 최근 생산되는 수입차에 적용되는 와이퍼이다. 플랫 와이퍼는 일반 와이퍼와는 다르게 관절이 없는 통고무 구조로 되어있고 공기 저항형 디자인으로 설계되어 고속주행 시에도 풍절음이 없고 블레이드의 동결이 없으며 안정적인 닦임을 보여준다. 하지만 관절이 없는 통고무로 되어있어 누름압이 일정하지 않아 작동 시 와이퍼의 양끝이 들뜨는 현상과 줄 생김 현상이 발생하기도 한다.
하이브리드 와이퍼
하이브리드 와이퍼는 일반 와이퍼와 플랫 와이퍼의 장점만 합쳐놓은 와이퍼이며 최근 생산되는 내수용 국산 차와 일부 수입차에 적용된다. 일반 와이퍼의 장점인 리벳, 요크 구조를 이루고 있어 균일하게 닦을 수 있으며 플랫 와이퍼의 장점인 공기역학적 디자인으로 공기저항을 최소한으로 하는 일체형 커버 디자인이 적용된 와이퍼이다. 이러한 하이브리드 와이퍼의 단점이라 한다면 가격이 높다는 점을 꼽을 수 있다.
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교체 및 관리
관리
- 차량 와이퍼를 닦아야 한다. 와이퍼 블레이드는 눈이나 비 등 창에 붙은 여러 가지 오염 물질과 얇은 기름 막을 제거해주는 역할을 한다. 와이퍼 작동 전에 깨끗한 천에 식초나 세제를 묻혀 와이퍼 고무 블레이드 부분을 닦아주는 것으로 충분한 관리가 가능하다.
- 워셔액을 체크해야 한다. 앞 유리가 지저분할 때 워셔액 없이 와이퍼를 사용하게 되면 유리창과 고무 날의 마찰력이 높아져 자동차 앞 유리와 와이퍼 모두 손상을 입게 된다. 따라서 워셔액이 떨어지지 않도록 잘 보충해주어야 한다.
- 여름철에 강한 자외선을 피해야 한다. 여름철 강한 자외선은 와이퍼 고무의 수명을 단축시킬 수 있으니 가급적 그늘진 곳에 차를 세워두는 게 좋다.
- 겨울철에 쌓인 눈을 제거 해야 한다. 앞 유리 전면에 쌓여있는 눈을 제거해준 뒤 시동을 걸고 엔진 예열 후 히터로 유리창의 서리를 녹이고 와이퍼를 작동하여 유리창에서 자연스럽게 떨어지도록 한다. 와이퍼에 무리한 힘을 가하지 않는 것이 중요하다. 눈 예보가 있다면 가능한 실내 주차를 하시고 만약 그렇지 못하다면 와이퍼를 세워 두는 것도 방법이다.
- 차량의 와이퍼 세워야 한다. 여름 폭염은 온도가 급격하게 올라가기 때문에 유리의 온도에 의해 와이퍼의 고무가 녹게 되는 경우가 발생하기도 한다. 와이퍼가 달라붙을 경우 작동하지 않기 때문에 우천 시 사고가 날 위험이 있어 세워두는 것이 가장 안전한 방법이다.[5]
교체
제조사 매뉴얼에 따르면 와이퍼 블레이드는 차량, 제조사마다 교체 주기가 다를 수 있지만 보통 5,000~8,000km마다 또는 6개월에서 1년마다 교체하기를 권하고 있다. 하지만 와이퍼의 관리 상태 또는 주변 환경에 따라 와이퍼의 수명이 각각 달라지기도 한다. 그렇기 때문에 정확한 주기에 맞춰 교체하는 것은 아니더라도 다음과같은 증상이 나타나면 와이퍼를 교체해야 한다. 와이퍼 교체 증상으로는 작동 시 줄이 생기거나 깨끗하게 닦이지 않고 얼룩이 남는다. 또는 와이퍼에서 드르륵, 끽끽 소리가 나며 와이퍼가 튕기고 유리면을 건너뛰는 등 여러 가지 증상이 나타나면 와이퍼를 교체해 주어야 한다. 와이퍼 교체하는 방법은 첫 번째 와이퍼를 세운 후, 와이퍼를 젖혀준고 잠금장치를 누르고 와이퍼를 아래로 당겨서 제거를 한다. 주의사항으로 와이퍼 교체 시 유리에 수건을 덧대어 주시고 기존 와이퍼를 제거한 후 꼭 세워뒀던 와이퍼 암을 내려야 한다, 와이퍼 암이 실수로 접히게 되면 앞 유리를 강타하여 유리가 파손될 수 있기 때문이다. 그리고 새 와이퍼를 고리에 걸어준 뒤 커버를 닫아주면 와이퍼 교체가 완료된다.[6]
각주
- ↑ 〈와이퍼〉, 《위키백과》
- ↑ 2.0 2.1 〈와이퍼〉, 《나무위키》
- ↑ 도주해, 〈잊지 못할 빗속의 여인, 그 여인의 자동차 발명품〉, 《brunch》, 2018-08-28
- ↑ 장안평최부장, 〈자동차 와이퍼 종류와 차종별 와이퍼 사이즈〉, 《네이버포스트》, 2017-07-31
- ↑ 미쉐린 와이퍼, 〈안전운전을 돕는 자동차와이퍼 점검 Tip〉, 《하이퍼인터내셔널㈜》
- ↑ 마이클, 〈자동차 와이퍼, 꼭 주기적으로 교체해야 할까?〉, 《카카오》, 2020-03-11
참고자료
- 〈와이퍼〉, 《위키백과》
- 〈와이퍼〉, 《나무위키》
- 도주해, 〈잊지 못할 빗속의 여인, 그 여인의 자동차 발명품〉, 《brunch》, 2018-08-28
- 장안평최부장, 〈자동차 와이퍼 종류와 차종별 와이퍼 사이즈〉, 《네이버포스트》, 2017-07-31
- 미쉐린 와이퍼, 〈안전운전을 돕는 자동차와이퍼 점검 Tip〉, 《하이퍼인터내셔널㈜》
- 마이클, 〈자동차 와이퍼, 꼭 주기적으로 교체해야 할까?〉, 《카카오》, 2020-03-11
같이 보기
