挡风玻璃雨刮装置的制作方法

该PCT专利申请要求2014年11月6日提交的序列号为61/900,667、名称为“Windscreen Wiper Device(挡风玻璃雨刮装置)”的美国临时专利申请和2014年11月6日提交的序列号为14/535,073、名称为“Windscreen Wiper Device(挡风玻璃雨刮装置)”的美国实用专利申请的权益，所述申请的所有公开内容均视为本申请公开内容的一部分，通过引用并入本申请。

背景技术：

1.技术领域

本申请主要涉及用于车辆的挡风玻璃雨刮装置。

2.相关技术

常规类型的雨刮片一般包括类似框架的上部结构，该结构包括多个往复式轭状物，该轭状物构造用于将雨刮元件的长边偏置抵靠在弯曲的挡风玻璃上。这种常规类型的雨刮片在冰冻条件下是不利的，因为在其上部结构中会形成冰或其它碎片，要么就是冰或其它碎片卡在其上部结构中，从而降低上部结构将雨刮元件偏置抵靠在弯曲的挡风玻璃上的能力，这会削弱其刮刷性能。一些雨刮片制造商解决在冰冻条件下性能降低的问题采用的一个方法是环绕上部结构放置外罩或护罩以保护其免于冰的侵害。

作为带有护罩的常规雨刮片的替换方案，雨刮片制造商已经开发出梁式(beam-style)雨刮片，其采用类弹簧材料制成的预弯曲托架，用于将雨刮元件的长边偏置抵靠在挡风玻璃上，而不是像常规类型的雨刮片那样抵靠在上部结构上。这种梁式雨刮片通常还包括扰流板，其形状设置为当车辆高速行驶时用于改善雨刮元件和挡风玻璃之间的密封。但是，仍存在选择何种材料用于扰流器的问题。相对更软的材料可以使托架和雨刮元件具有足够的柔韧性，但是也更容易受到寒冷条件下冰铲或其它结冰作用的损伤。另一方面，相对较硬的材料更能抗损伤，但是会影响托架和雨刮元件的挠性，从而减弱雨刮片的性能。

技术实现要素：

提供了一种改进的梁式挡风玻璃雨刮装置，其包括扰流板和雨刮元件，所述扰流板由相对较软的材料形成，改进了托架的柔韧性，而所述雨刮元件在保持节约成本的同时又具有改进的抗损伤性。

根据本发明的一个方面，挡风玻璃雨刮装置包括纵向延伸的雨刮元件，其由弹性橡胶或类橡胶材料制成。挡风玻璃雨刮装置另外还包括一托架，其支撑所述雨刮元件并在纵向方向上弯曲，可操作地将雨刮元件偏置成弯曲的形状。所述托架具有侧边部，其横向向外凸出雨刮元件。一连接装置与托架接合，用于与车辆的雨刮臂相连接。在托架的相对的纵向端处设置有端帽，其与连接装置纵向间隔开。在连接装置的相对的纵向侧设置有一对子扰流板，其形成为单独的零件，与雨刮元件分开。每个子扰流板包括底壁、前壁和后壁以及由底壁、前壁和后壁限定出的开口内部。每个子扰流板进一步包括至少一个加强构件，其延伸通过所述开口内部并将开口内部分成至少两个腔室，用于加强前壁和后壁。所述前壁、后壁和底壁以及至少一个加强构件全部形成为一个整体件。

根据本发明的另一方面，至少其中一个腔室在放松状态时具有至少五条边的多边形的形状。

根据本发明的又一方面，所述至少一个加强构件为一对加强构件，其中一个加强构件从底壁延伸至前壁，另一个加强构件从底壁延伸至后壁。

根据本发明的又另一方面，所述至少一个加强构件包括从底壁延伸至前壁的第一加强构件和从后壁延伸至第一加强构件的第二加强构件。该第二加强构件延伸通过一角度，且其中所述腔室之一大体为蜂窝状的并由前壁、后壁以及第一、第二加强构件界定。

根据本发明进一步的方面，所述雨刮元件包括上支持部和下刮刷部，它们通过一铰链相互隔开，其中所述上支持部或下刮刷部包括一对翼部，所述翼部朝向所述上支持部或下刮刷部中的另一个延伸，用于保护所述铰链不受外部因素(比如冰)的损害。

附图说明

当结合附图考虑时，参照下文的详细描述，能够更容易且能更好地理解本发明的这些以及其它特征和优点，其中：

图1为雨刮片组件的第一示例性实施例的立面透视图；

图2为图1的雨刮片组件的一部分去掉端帽的透视局部视图；

图3为图1的雨刮片组件的一部分去掉子扰流板的透视局部视图；

图4为图1的雨刮片组件的一部分去掉子扰流板的另一透视局部视图；

图5为沿图1的线5-5截取的图1的雨刮片组件的截面图；

图6A、6B和6C所示为将插入件放置进端帽中以及将插入件和端帽与图1的雨刮片组件的屈片(flexor)连接接合的顺序步骤；

图7为沿图1的线7-7截取的雨刮片组件的截面图；

图8为图1的雨刮片组件的雨刮元件的截面图；

图9为雨刮片组件的第二示例性实施例的截面图；以及

图10为雨刮元件的替换实施例的截面图。

具体实施方式

参照附图，其中在全部几个附图中，相同的附图标记表示相对应的部件，梁式挡风玻璃雨刮装置或雨刮片组件20的第一实施例大体如图1-8中所示，其具有当在寒冷和结冰环境下使用时改进的性能和抗损坏性。

示例性的雨刮片组件20包括雨刮元件22，其采用柔韧的橡胶材料制成，用于抵靠车辆(未显示)的挡风玻璃(未显示)密封，用于从挡风玻璃上清除水、冰和其它碎屑。最佳如图2中所示，雨刮元件22在纵向方向上延伸，且具有一对相对横向面对的沟槽，所述沟槽沿雨刮元件22的纵向长度延伸。一托架支撑雨刮元件22且当处于静止或非受压状态时可操作地将雨刮元件22偏置为弯曲的形状，用于抵靠车辆的弯曲的挡风玻璃密封雨刮元件22的长边。在示例性的实施例中，所述托架包括一对纵向条(也称为屈片24)，其采用弹性材料制成，例如弹簧钢，并设置于雨刮元件22的沟槽中。屈片24具有相对的边缘部分，所述相对的边缘部分从雨刮元件22的每一侧面上的沟槽横向向外延伸。回来参照图1，连接装置26在屈片24的近似纵向中点处与屈片24的边缘部分接合，用于将雨刮片组件20与车辆(未显示)上的摆动雨刮臂(未显示)相连接。屈片24相邻的端部通过端帽28相互连接。在示例性的实施例中，托架包括两个屈片24。但是，应当理解，可选择性地采用仅一个或三个或更多屈片来支撑雨刮元件。连接装置26可具有任意合适的形状，用于与任意合适类型的雨刮臂连接。

雨刮片组件20还包括一对子扰流板30，其与屈片24的相对的横向边缘接合。子扰流板30在连接装置26和各个端帽28之间纵向延伸，且其形状设置为当车辆高速行进时用于施加空气动力至雨刮元件22上，以改进雨刮元件22和挡风玻璃之间的密封，即子扰流板30防止风吹起雨刮元件22使其与挡风玻璃脱离接合。

子扰流板30相互之间以及与雨刮元件22之间形成为单独的部件。最佳如图5所示，当在截面上观察时，示例性的实施例中的每个子扰流板30包括一对爪型支持元件32，其从底壁37悬垂下来并围绕屈片24的相对的横向边缘环绕，以支持子扰流板30与屈片24相接合。支持元件32与屈片24滑动接合，以便使子扰流板30可响应于雨刮片组件20在预定约束内的弯曲和伸直而相对于雨刮元件22和屈片24在纵向方向上滑动，所述预定约束由端帽28和连接装置26形成。这改进了当雨刮片组件20弯曲和伸直时当沿挡风玻璃来回擦拭时雨刮元件22和车辆的弯曲挡风玻璃之间的密封。

子扰流板30采用有弹性但又刚性的材料形成，例如硬橡胶。如图5所示，当在截面上观察时，第一示例性实施例中的每个子扰流板30具有一外表面，所述外表面具有关于一平面对称的形状，所述平面在纵向和垂直方向上延伸，用于当车辆高速行进时施加向下的空气动力至屈片24上，最后施加于雨刮元件22上。在示例性的实施例中，所述外表面具有疏水特性(例如采用排斥水的材料或显微质地的表面)以减少或基本完全消除在子扰流板30上形成冰。

还是参照图5，示例性的子扰流板30为一体件，且具有结构几何中心，由前壁34、后壁35和底壁37围绕成一开口内部。在示例性的实施例中，底壁37具有从其底表面向上延伸的沟槽，用于容纳雨刮元件22的顶端。

在示例性的实施例中，子扰流板30进一步包括一对支柱或加强构件36，其与前壁34、后壁35和底壁37整体形成，并将开口内部分为三个腔室39、41。示例性的加强构件36在垂直向上的方向上从底壁37的横向中点相背横向分叉，并在子扰流板30的顶端的各横向侧与前壁34和后壁35相连接。当在截面上观察时，这为子扰流板30提供了一对大体为三角形的腔室39，设置于蜂巢形或六边形41的各横向侧上。子扰流板30具有类似的横截面形状，所述横截面形状沿子扰流板的纵向长度大体是不变的，允许子扰流板30通过挤出工艺制造。但是，也可替代地采用任意合适的制造工艺。

工作时，开口内部和加强构件36允许子扰流板30的前壁34和后壁35采用相对较软的材料制造，且能够弹性屈曲，并在不损坏的前提下吸收来自物体(例如大块冰或冰铲)的冲击。已经证明设置具有蜂巢形腔室41的子扰流板30在抗损坏方面是特别有效的。加强构件36为前壁34和后壁35提供额外的刚度，用于可控地抑制该弹性变形。

现在参照图6A-6C，插入件38设置于雨刮片组件20的示例性实施例的端帽28内，用于在冰块、冰铲或任何其它物体将相连的端帽28与雨刮片组件20分开的情况下将屈片24支持在一起。每个插入件38适配于相对应的端帽28中的形状类似的开口内并接合屈片24的相邻端部。插入件38低而稳固，这样无论是什么造成端帽28分离其都不太可能还造成插入件38分离。在示例性的实施例中，插入件38采用抗腐蚀金属制成，例如不锈钢。

现在参照图7，示例性的连接装置26采用热塑性材料形成，并包括一金属插入件38，其在改进屈片24的运动的同时还增强了连接装置26的强度。

现在参照图8，从截面图上观察，雨刮元件22具有下刮刷部40和上支持部42。上支持部42设置有前述的沟槽，其接纳屈片24(如图2和3-5所示)，用于支撑雨刮元件22。下刮刷部40和上支持部42相互之间在铰链43处一体连接，铰链43使得当雨刮片组件20在车辆的挡风玻璃上来回运动时实现下刮刷部40的来回连接，以改进雨刮元件22和挡风玻璃之间的密封。下刮刷部40进一步设置有翼部44，所述翼部朝向上支持部42垂直向上延伸，用于限制冰或其它碎屑进入铰链43的区域中，从而进一步改进雨刮片组件20在寒冷或结冰环境下的性能。如图所示，翼部44朝向上支持部42相互分叉。

现在参照图9，雨刮片组件120的第二示例性实施例的截面图如图所示，采用与上述实施例相同的附图标记表示相对应的部件，由前缀1区分。相较于以上所述的第一示例性实施例，在该示例性实施例中，子扰流板130为关于垂直和纵向平面非对称的。开口内部中设置有加强构件136a、136b，这样，第一加强构件136a在子扰流板130的底壁137至前壁134之间大体垂直的方向上延伸，第二加强构件136b从后壁137延伸至第一加强构件136a。第二加强构件136b大体为L型(即延伸经过一角度)，在子扰流板130中形成大体为蜂巢形或六边形的腔室141，所述腔室由前壁134、后壁135、第一加强构件136a和第二加强构件136b界定。已经发现该特别的结构为子扰流板130提供了针对物体(例如冰、冰铲和其它碎屑)的影响的高刚度和高变形或破坏抗性。

子扰流板130的第二示例性实施例与以上所述的第一示例性实施例的区别还在于支持元件132中的加强部件146，用于加强子扰流板130和屈片124之间的连接。加强部件146可采用例如热塑性材料制成，与子扰流板130的其它部分的材料共同挤出。

雨刮元件222的一可选实施例大体如图10中所示，采用与上述第一示例性实施例相同的附图标记表示相对应的部件，由前缀2区分。该实施例的雨刮元件222与以上所述的第一实施例的区别在于翼部244设置于上支持部242中而不是在下刮刷部240中，且为大体向下倾斜而不是向上。

显而易见，根据上述教导本发明的很多改进和变换都是可行的，且除以上具体描述外可以实施本发明的很多改进和变换都在所附的权利要求的保护范围内。