往复式挡风玻璃刮水器的制作方法
本发明涉及具有往复式刷洗刮水片的挡风玻璃刮水器。
背景技术：
安全是现今快速车辆世界中的关键问题。具体地，汽车的操作者必须能够清楚地观看在车辆周围发生的一切，并基于其所看见的做出极快速的决定。具体地，汽车操作者必须能够清楚地透过挡风玻璃观看前面的道路。如果通过挡风玻璃的视野因任何原因受阻碍或者甚至变模糊，则能够影响驾驶员的视野并产生危险的情况。
为了帮助通过挡风玻璃提供清楚的视线，几乎现今出售的所有机动车辆都带有标准的一组挡风玻璃刮水器。常规挡风玻璃刮水器通常包括附接到刮水器支撑结构的刮水片，所述刮水器支撑结构经设计以便使所述刮水片保持与挡风玻璃表面接触。刮水器支撑结构附接到将挡风玻璃刮水器附接到机动车辆的刮水器臂。在使用期间，刮水器臂使刮水器支撑结构横跨所述挡风玻璃来回移动。
常规的挡风玻璃刮水片在宽度上为大约.030英寸(0.7mm)，并由通过弹簧张力保持与汽车挡风玻璃接触的光滑橡胶组成。所述挡风玻璃刮水片被专门设计为从挡风玻璃的表面刮除流体，从而在潮湿天气期间通过挡风玻璃提供清楚的视线。为了实现此功能，常规刮水片的材料被设计为软的、柔性的和光滑的。
如上所述，如果通过挡风玻璃的视野因任何原因受阻碍或者甚至变模糊，则能够影响驾驶员的视野并产生危险的情况。如上所讨论，例如当挡风玻璃刮水器停止工作时或者当刮水片受磨损并失去刮刷的能力时，会发生上述情况。例如当挡风玻璃刮水器不能够通过刮刷动作去除的一些东西撞击挡风玻璃时，甚至当挡风玻璃润湿时，也会发生上述情况。例如当汽车穿过在整个挡风玻璃上面飞动的一群昆虫时，会发生上述情况中的后一种情况。当冰在挡风玻璃上积聚时，诸如当车辆在冬天长时间留在室外时，也会发生上述情况。
由于在大多数挡风玻璃间改变的复合曲率，刮水器支撑结构本身不足以在刮水器支撑结构横跨挡风玻璃移动时使刮水片沿其整个长度保持与挡风玻璃接触。为了克服这种固有的缺陷，刮水片由柔性材料诸如橡胶等制成并且是非常薄的。刮水片的柔性和薄度允许所述刮水片沿循挡风玻璃的轮廓，从而补偿刮水器支撑结构的固有缺陷。因此，当刮水片在挡风玻璃上面经过时，所述刮水片刮刷所述挡风玻璃，从而去除液体(诸如雨水)远离驾驶员的前向视野。刮刷动作通常使其他轻质碎屑诸如如粉尘、树叶或轻质污垢与水一起被去除。液体和碎屑的去除当然是必要的，所以驾驶员能够在恶劣天气期间驾驶时看到前方道路。
然而，由于其设计，常规的挡风玻璃刮水器具有许多固有缺陷。例如，当挡风玻璃干燥时，刮刷动作在去除碎屑时不是特别有用。刮板被设计为去除液体。当表面干燥时，刮板可以简单地在碎屑的顶部上面弯曲或经过，并且能够通过涂抹碎屑或使条痕出现而使事情变得更糟。出于这个原因，常规的汽车包括能够喷洒到挡风玻璃上的流体。当在无降水时挡风玻璃变脏时，驾驶员可以激活洗涤泵，该洗涤泵使洗涤流体流动通过流体管路并喷洒到挡风玻璃上，以提供碎屑的液化来帮助挡风玻璃刮水器刮除碎屑。这对于某些碎屑诸如例如粉尘、轻质污垢和轻质道路用盐极为奏效。
然而，即使利用液化，某些类型的碎屑仍然可以是从挡风玻璃不可去除的。例如，昆虫残留物、鸟粪和树液等能够几乎瞬间地附着到挡风玻璃，并且不可以通过挡风玻璃刮水器的刮刷动作去除。
为了允许刮刷动作发生，刮水片必须是柔性的和薄的。因此，如上所述，刮水片的接触挡风玻璃的部分的宽度是非常小的。这意味着对于常规的挡风玻璃刮水器在挡风玻璃上面的每次扫过，刮水片将仅非常短暂地且几乎不用力地接触挡风玻璃的任何一个点。因此，即使在重复地尝试去除碎屑之后，已经附着到挡风玻璃的碎屑诸如例如昆虫残留物、鸟粪和树液将保留在挡风玻璃上。
事实上，在许多情况下，通过常规的挡风玻璃刮水器重复地尝试去除碎屑对挡风玻璃的清晰度具有不利的影响。外来物质倾向于在挡风玻璃的较大表面上涂抹，并且进一步地，外来物质将在车辆运动的时间段内积累，进一步降低挡风玻璃的清晰度，从而导致操作者的视觉线索减少。
在车辆运动时清洁车辆的挡风玻璃的进一步复杂因素是撞击挡风玻璃的有机化合物的多样性和有机化合物的粘度。例如，当挡风玻璃刮水器尝试从挡风玻璃刮除部分溶解的粘性昆虫材料时，由仅部分地在挡风玻璃清洁循环中溶解的壳质(chitin)组成的昆虫导致涂抹/扩展效应。由挡风玻璃刮水器的刮刷动作引起的扩展效应减小昆虫材料的厚度。这与车辆上面的气流相结合将使位于昆虫内的能够蒸发的任何液体蒸发，从而导致干燥和硬的有机残留物。这种效应从与挡风玻璃刮水器的行进一致的线路中的挡风玻璃冲击点开始，并且通常被称为涂抹。
进一步的考虑是通过设计，常规的挡风玻璃刮水片倾向于在激活后在刮水器第一次扫过时从挡风玻璃的表面刮除所有施加的清洁溶液。可用于清洁溶液工作的时间等于大约0.75秒。清洁溶液从挡风玻璃的去除进一步由车辆穿过大气的运动引起的在挡风玻璃上面移动的气流促进。在洲际公路速度下，清洁溶液的大部分不能撞击挡风玻璃且由高速气流带走或蒸发。
最后，由于刮水片的小宽度，使上面讨论的问题恶化，所述刮水片能够快速地磨损且/或失去其光滑边缘，以便失去其刮刷的能力，从而使刮水片不能有效地从挡风玻璃去除水，更不用说去除碎屑。
已经做出各种尝试来设计将解决上述问题的挡风玻璃刮水器。例如，已经设计了包括刷洗垫的挡风玻璃刮水器，所述刷洗垫意图在挡风玻璃刮水器在挡风玻璃上面来回经过时被动地刷洗挡风玻璃。刷洗垫应该帮助从挡风玻璃去除外来物质，但似乎不足以去除所有外来物质。申请人注意到，他意识到即使具有机动化的刷洗垫的刮水器不是商购可获得的。
因此，即使当这些车辆的挡风玻璃至少部分地受刮水器不能够去除的挡风玻璃上的碎屑阻碍时，许多驾驶员仍操作他们的车辆。这严重地影响驾驶员的安全。
关于常规刮水器的另一问题是它们未被设计为去除挡风玻璃上的积冰，从而在寒冷的天气中引起进一步的安全问题。因此，驾驶员将要么在冰阻碍其视线的情况下驾驶，要么起动其车辆并打开加热器，使得挡风玻璃能够被加热以在驾驶之前融化来自挡风玻璃的雪和冰。为了融化冰，发动机必须首先预热，使得来自发动机的废热然后能够朝向挡风玻璃的内表面引导。在另一相当长的时间之后，冰由于挡风玻璃的变暖而融化。因此，车辆发动机必须空转相当长的时间，以去除积聚的冰。这浪费燃料并将显著量的排出的燃烧产物诸如二氧化碳释放到大气中。
事实上，根据一些估计，美国每年在恶劣或寒冷的天气期间，将出于“升温”目的而空转的内燃发动机产生的亿万吨二氧化碳释放到大气中。这种广泛接受的实践对发动机寿命不利并且对环境有害。
因此，所需要的是减轻上述问题中的一个或多个问题的挡风玻璃刮水器。
技术实现要素：
在一个实施例中，挡风玻璃刮水器包括支撑结构、可滑动地附接到支撑结构的刷洗刮水器组件以及安装到支撑结构的马达。刷洗刮水器组件具有在第一端和间隔开的第二端之间的细长方向上延伸的中心纵向轴线。刷洗刮水器组件包括滑块元件和刚性地固定到滑块元件的刷洗刮水片。马达与滑块元件接合，以沿中心纵向轴线往复地移动刷洗刮水器组件并将线性转矩传递至滑块元件。
在一个实施例中，刷洗刮水器组件可附接到具有往复式马达的挡风玻璃刮水器支撑结构。刷洗刮水器组件具有在第一端和间隔开的第二端之间的细长方向上延伸的中心纵向轴线。刷洗刮水器组件包括滑块元件和刚性地固定到滑块元件的刷洗刮水片。滑块元件经调整以附接到挡风玻璃刮水器支撑结构并且经调整以与马达联接。刷洗刮水片具有从接触表面向上延伸的相对侧并经调整以响应于马达的接合往复地移动。
在一个实施例中，挡风玻璃刮水器包括支撑结构、刷洗刮水器组件和马达。刷洗刮水器组件可滑动地附接到支撑结构，并包括滑块元件以及刚性地固定到滑块元件的刷洗刮水片。刷洗刮水片具有从底表面向上延伸的相对侧。马达与滑块元件接合，以沿中心纵向轴线往复地移动刷洗刮水片。在挡风玻璃刮水器在挡风玻璃上的使用期间，刷洗刮水器组件被配置为使得刷洗刮水片的侧面中的一个在挡风玻璃刮水器在一个方向上的横向移动期间接触挡风玻璃，并且刷洗刮水片的另一侧在挡风玻璃刮水器在相反方向上的横向移动期间接触挡风玻璃，并且刷洗刮水片的往复运动使刷洗刮水片的接触挡风玻璃的侧面刷洗挡风玻璃。
在一个实施例中，挡风玻璃刮水器包括从刷洗刮水片的一个或两个相对侧向外延伸的多个刷洗器元件。刷洗器元件沿纵向轴线间隔开，以便在每个相邻的刷洗器元件之间形成槽道。
在一个实施例中，一种清洁挡风玻璃的方法包括：横跨挡风玻璃横向地移动挡风玻璃刮水器，挡风玻璃刮水器包括可滑动地附接到挡风玻璃刮水器支撑结构的刷洗刮水器组件，刷洗刮水器组件包括附接到滑块元件的刮水片；将流体喷洒到挡风玻璃上；当挡风玻璃刮水器横跨挡风玻璃横向地移动时，使刷洗刮水器组件进行往复运动，往复运动使滑块元件和刮水片波动(ripple)，使得当刮水片横跨挡风玻璃移动时，流体在刮水片和挡风玻璃之间经过。
在一个实施例中，一种去除挡风玻璃中的划痕(scratch)的方法包括：将流体喷洒到挡风玻璃的顶表面上；横跨挡风玻璃横向地移动挡风玻璃刮水器，挡风玻璃刮水器包括刮水片，当刮水片横跨挡风玻璃移动时，流体保留在挡风玻璃上，使得流体捕获来自大气的尘粒并形成抛光剂(polishingcompound)，刮水片横跨挡风玻璃的移动使所形成的抛光剂填充挡风玻璃上的划痕；以及在所形成的抛光剂已经填充划痕之后，在使刮水片进行往复运动时，横跨挡风玻璃重复地横向移动挡风玻璃刮水器，以便每当刮水片在划痕上方经过时就研磨划痕内的抛光剂，直到抛光剂研磨到挡风玻璃的顶表面的水平。
附图说明
现在将参照附图讨论本发明的各种实施例。应当理解，这些图仅示出本发明的典型实施例并且因此不应视为限制其范围。在附图中，相似的标号表示相似的元件。此外，元件的多个实例可以各自包括附加到元件标号的单独字母。例如，特定元件“20”的两个实例可以标记为“20a”和“20b”。在这种情况下，在没有附加字母的情况下，元件标记(例如“20”)可以用于通常指代所述元件的每个实例；而元件标记将包括附加字母(例如，“20a”)，以指代所述元件的具体实例。附图不必按比例绘制。
图1是根据本发明的一个实施例的挡风玻璃刮水器的前透视图；
图2是图1中所示的挡风玻璃刮水器的分解透视图，其中为了清楚起见，移除了马达；
图3a和图3b是图1中所示的刮水器组件的主横臂的一部分的近距离透视图；
图4a是图1中所示的刷洗器组件的主横臂的一部分的近距离透视图；
图4b是图4a中所示的刷洗器组件的主横臂的一部分的近距离前视图；
图5a和图5b是沿截面线5-5截取的图1中所示的挡风玻璃刮水器的横截面端视图，其中刷洗器组件分别在升高位置和降低位置中；
图5c是图5a的一部分的横截面视图，其示出刮水器流体管路与刷洗器元件联接的实施例；
图6a和图6b是示出当刷洗器组件分别在升高位置和降低位置中时联动装置的定位的横截面端视图；
图7a和图7b是示出当刷洗器组件分别在升高位置和降低位置中时曲柄的定位的伺服机构和附接曲柄的透视图；
图8a至图8c是示出刷洗器组件由于伺服机构轴的旋转移动直接引起如何升高和降低的前视图；
图9a至图9c是示出刷洗器组件如何使用齿条(rack)和小齿轮机构升高和降低的后视图；
图10a和图10b是沿图9a和图9c的截面线10a-10a和10b-10b截取的横截面端视图，其示出当刷洗器组件分别在升高位置和降低位置中时联动装置的定位；
图11是图1中所示的刷洗器元件的分解透视图；
图12是往复式构件的替代实施例的透视图；
图13是图11中所示的往复式组件的一部分的顶透视图，其示出接收构件的细节；
图14是与图13中所示的接收构件接合的马达的前视图；
图15a至图15d是示出往复式组件由于马达轴的旋转移动直接引起如何往复地移动的底视图；
图16是刷洗器组件的一部分的前视图，其示出联动装置的替代实施例；
图17a是刷洗器组件的替代实施例的一部分的前透视图，其示出联动装置的另一个替代实施例；
图17b和图17c分别是图17a的刷洗器组件的一部分的透视图和侧视图，其示出突片以及突片至往复式构件的附接的细节；
图18是马达和联动装置的另一个替代实施例的透视图；
图19a是马达和联动装置的替代实施例的透视图；
图19b是包含图19a中所示的联动装置的刷洗器组件的替代实施例的一部分的前透视图；
图20是包含振动马达的刷洗器组件的替代实施例的一部分的透视图；
图21是包含旋转马达的刷洗器组件的替代实施例的一部分的前视图；
图22是根据一个实施例的用于打开和关闭致动器和刷洗组件马达的远程设备的示意图；
图23是示出根据一个实施例的使用真实的关闭延迟定时器能够如何自动地打开和关闭致动器和刷洗马达的示意图；
图24是根据本发明的另一个实施例的挡风玻璃刮水器的前透视图；
图25是能够用于从挡风玻璃刮去冰的刷洗器元件的一部分的底透视图；
图26是具有覆盖物的挡风玻璃刮水器的分解透视图；
图27是图26的组装的挡风玻璃刮水器的横截面侧视图；
图28是示出用图26中所示的挡风玻璃刮水器去除冰和雪的方法的流程图；
图29a是根据另一个实施例的刷洗器支撑结构的前视图；
图29b至图29d是图29a中所示的刷洗器支撑结构的一部分的前视图，其示出各种替代的刷洗元件安装适配器；
图30是根据另一个实施例的刷洗器支撑组件的前视图；
图31是根据另一个实施例的刷洗器支撑组件的前视图；以及
图32a和图32b是包含图31中所示的刷洗器支撑组件的挡风玻璃刮水器的前视图，其示出分别在升高位置和降低位置中的刷洗器支撑组件。
图33和图34分别是根据本发明的实施例的挡风玻璃刮水器的顶透视图和底透视图；
图35是图34的一部分的近距离视图；
图36和图37分别是图33中所示的挡风玻璃刮水器的分解透视图和端视图；
图38是图33中所示的挡风玻璃刮水器的前视图；
图39是图38的一部分的近距离视图；
图40是图33中所示的挡风玻璃刮水器的后视图；
图41是图40的一部分的近距离视图；
图42是图33中所示的挡风玻璃刮水器的顶视图；
图43是图42的一部分的近距离视图；
图44是图33中所示的挡风玻璃刮水器的底视图；
图45是图44的一部分的近距离视图；
图46和图47是图33中所示的挡风玻璃刮水器的相对端视图；
图48是示出图33中所示的挡风玻璃刮水器相对于其中心纵向轴线的横向移动的框图；
图49a至图49d是示出刷洗刮水器组件由于马达轴的旋转移动直接引起如何往复地移动的前视图；
图50和图51是根据本发明的另一个实施例的挡风玻璃刮水器的各种视图；
图52和图53分别是图51中所示的滑块元件的端视图和透视图；
图54是图51中所示的刷洗刮水器组件的端视图；
图55和图56是示出在刷洗刮水器组件的使用期间产生的倾斜的端视图；
图57是包含铰接连接件的转换器的分解视图；
图58a和图58b是示出图57中所示的转换器的铰接连接件如何与滑块一起工作的侧视图；
图59至图61描绘根据另一个实施例的刷洗刮水器组件；
图62至图64描绘根据另一个实施例的刷洗刮水器组件；
图65至图67描绘根据另一个实施例的刷洗刮水器组件；
图68和图69描绘根据一个实施例的刷洗刮水片；
图70和图71描绘其中流体用作润滑剂的操作的方法；
图72a至图72c描绘用于测试刷洗刮水片的一个实施例的抛光能力的步骤；以及
图73描绘根据一个实施例的制造刷洗刮水器组件的方法。
具体实施方式
如在本说明书和随附权利要求中所使用的，方向术语诸如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“近侧”、“远侧”等在本文仅用于指示相对方向并且不意在限制本发明或权利要求的范围。
图1和图2中所描绘的是包含本发明的特征的挡风玻璃刮水器100的一个实施例。挡风玻璃刮水器100包括刷洗器组件102，刷洗器组件102可移动地附接到在本领域内通常已知的类型的刮水器组件104，并且被配置为附接到车辆的刮水器臂106。挡风玻璃刮水器100还包括接合组件107，接合组件107相对于刮水器组件104升高和降低刷洗器组件102，以便于一个或另一个组件接触挡风玻璃。
如图2的分解视图中所示，刮水器组件104包括刮水器支撑结构108，刮水器支撑结构108具有附接到其的刮水片110。任选的洗涤流体管路111也能够包括在刮水器组件104中。刮水器支撑结构108具有在第一端114和间隔开的第二端116之间延伸的铰接的主横臂112。
转向图3a和图3b，主横臂112包括顶壁400，第一侧壁402和相对的第二侧壁404从顶壁400的两侧向下延伸以便在它们之间形成槽道406。如图2中所示，顶壁400、第一侧壁402和第二侧壁404全部都在第一端114和第二端116之间延伸。返回到图3a和图3b，主横臂112包括中心节段118，侧壁402和404在中心节段118中比在主横臂112的剩余部分处向下延伸得更远。顶壁400的一部分在中心节段118处省略，以便形成允许敞开进入槽道406的口部408。圆柱形横向构件410在中心节段118中的槽道406内在第一侧壁402和第二侧壁404之间延伸。如本领域中所公知的，横向构件410被设计成接收刮水器臂106的端部，从而将刮水器组件104固定到刮水器臂106。横向构件410能够附接到主横臂112或者与主横臂112整体形成。
侧壁402和404包括从其中延伸穿过的孔口，所述孔口与接合组件的元件结合使用以帮助相对于刮水器组件升高和降低刷洗器组件，如下面更详细地讨论的。例如，如图3a中所示，主要孔口500a和一对次要孔口502a和504a在侧壁402上形成。主要孔口500a大约定位在横向构件410下面的主横臂112的纵向中点处，但是也能够使用主横臂112上的其他位置。主要孔口500a被描绘为具有敞开的底部部分，但这不是必需的；在一些实施例中，主要孔口500a完全由环绕的侧壁界定。
次要孔口502a和502b在主要孔口500a的任一横向侧上的侧壁402中形成。主要孔口500a和次要孔口502a和502b被配置为允许在其中接收接合元件，同时基本上阻止那些元件的横向移动(即与侧壁402的平面正交的移动)。因此，主要孔口500a和次要孔口502a、504a能够是将允许所述孔口执行其预期功能的圆形、椭圆形、正方形或任何其他形状，如下面所讨论的。
如图3b中所示，主要孔口500a具有在侧壁404上形成的对应的主要孔口500b，并且每个次要孔口502a、504b具有在侧壁404上形成的对应的次要孔口502b、504b。对应的孔口对500、502和504横跨槽道406对准，以便允许接合组件107(图1)的元件从其中穿过，如下面所讨论的。
返回到图2，刮水器支撑结构108也包括柔性地附接到主横臂112的第一端114和第二端116的一对主要横臂120、122。每个主要横臂120、122在第一端124和间隔开的第二端126之间延伸。也包括多个次要横臂128，每个次要横臂128从第一端130延伸到间隔开的第二端132。次要横臂128中的每个定位在每个主要横臂120和122的第一端124和第二端126中的不同端处。因此，在所描绘的实施例中存在四个次要横臂128。安装支架134在每个次要横臂128的每个端部130、132处形成。刮水器支撑结构108被配置为使得所有安装支架134对准。也能够使用如本领域中已知的刮水器支撑结构108的其他配置。全部或部分刷洗器支撑结构140能够由金属、塑料或其他大体刚性材料制成。在一些实施例中，刷洗器支撑结构使用注塑成型工艺由塑料制成。在一些实施例中，使用常规的刮水器支撑结构，其中从该常规的刮水器支撑结构切出孔口500、502和504。在其他实施例中，所述孔口在制造过程期间在刮水器支撑结构中形成。
刮水片110是薄的典型橡胶刮板类型的刮水片，其被接收在安装支架134内，以便当刮水器组件104已经安装时面向车辆的挡风玻璃并接触所述挡风玻璃。实际上本领域中已知的任何刮水片能够与本发明一起使用。
如果使用的话，则洗涤流体管路111能够沿刮水器支撑结构108纵向延伸，以便定位在挡风玻璃正上方。在一个实施例中，洗涤流体管路附接到安装支架134的外表面。在其他实施例中，洗涤流体管路附接到横臂中的一个或多个。其他附接点也可以是可能的。在另一个实施例中，洗涤流体管路111与刷洗器元件流体地联接，使得洗涤流体管路的一部分136定位或形成在刷洗器元件内(参见图5c)。
多个孔口510(图5a和图5c)在洗涤流体管路111中形成，以当车辆的洗涤泵激活时允许洗涤流体从其中穿过并沉积到挡风玻璃上。如果洗涤流体管路111的一部分定位或形成在刷洗器元件内，洗涤流体将在沉积在挡风玻璃上之前穿过所述刷洗器元件。如下面所讨论的，当洗涤流体管路111与挡风玻璃相邻并且与刷洗元件相邻或在刷洗元件内时，与常规系统相比则需要更少的流体来清洁挡风玻璃。
一个或多个联接器诸如联接器512能够用于将洗涤流体管路111的不同节段联接在一起，如本领域中已知的，并且/或者将流体管路111与刷洗器元件联接。管路111向上延伸至刮水器臂106，以与定位在其上的现有车辆流体管路联接，或者以沿刮水器臂106进一步延伸到车辆中。
使洗涤流体管路111定位在挡风玻璃正上方或定位在刷洗器元件内并在其中使用多个孔口产生许多好处。例如，因为流体管路111在挡风玻璃正上方或在刷洗器元件内，所以流动通过孔口510或流动通过刷洗器元件的流体立即地沉积到挡风玻璃上。由于蒸发或错误喷洒，损失非常少的流体。此外，如下面所讨论的，能够选择需要更少的流体来清洁挡风玻璃的刷洗器构件材料。当洗涤流体穿过刷洗器构件时或者在洗涤流体已经沉积在挡风玻璃上之后，刷洗器构件能够由部分地吸收所述洗涤流体的材料组成。因此，在这些实施例中，仅需要少量的洗涤流体来弄湿刷洗器构件，并且然后潮湿的刷洗器构件能够清洁挡风玻璃而不需要任何附加的洗涤流体。
相比之下，常规的洗涤管路通常进一步远离挡风玻璃定位，并且必须喷洒来自仅一个或两个喷雾器的洗涤流体。因此，损失很多洗涤流体，这是由于蒸发或错误喷洒或由于在高速度下的空气流，所述高速度下的空气流能够使与挡风玻璃接触的洗涤流体与该挡风玻璃分离。在许多情况下，很多流体只是在车辆的顶部上飞过。无论哪种方式，很多喷雾都会损失到环境中。大多数洗涤流体包含甲醇，一种已知对环境有害的有毒化学物质。甲醇不能够制成为无毒的。因此，能够节约的任何量的洗涤流体对环境是有益的。因此，与常规设计相比，本申请中的洗涤流体管路设计有益于环境。
继续参考图2，刷洗器组件102包括刷洗器支撑结构140、可移动地附接到刷洗器支撑结构140的刷洗器元件142以及安装到刷洗器支撑结构140的马达144(图1中所示)。
刷洗器支撑结构140在许多方面与前面讨论的刮水器支撑结构108类似。例如，刷洗器支撑结构140具有在第一端148和间隔开的第二端150之间延伸的铰接的主横臂146。转向图4a，类似于主横臂112，主横臂146包括顶壁414，其中第一侧壁416和相对的第二侧壁418从顶壁414的两侧向下延伸以便在它们之间形成槽道420。还类似于主横臂112，主横臂146也包括中心节段152，侧壁416和418在中心节段152中比在主横臂146的剩余部分处向下延伸得更远。
主横臂146的侧壁416和418包括从其中延伸穿过的孔口，所述孔口通常对应于在主横臂112中形成的孔口。所述孔口与接合组件元件结合使用，以帮助相对于刮水器组件104升高和降低刷洗器组件102。然而，与主横臂112的孔口不同，在主横臂146中形成的孔口被配置为允许接合组件元件在升高和降低刷洗器组件102期间的横向移动。因此，在侧壁416和418中形成的孔口通常形成为细长狭槽。
例如，如图4a中所示，主要狭槽520a和一对次要狭槽522a和524a在主横臂146的侧壁416中形成，以大体对应于主横臂112的主要孔口500和次要孔口502和504的位置。因此，主要狭槽520a大约定位在主横臂146的纵向中点处，并且次要狭槽522a和524a定位在主要狭槽520a的两横向侧上。如果主要孔口500a和/或次要孔口502a、504a定位在主横臂112上的别处，则主要狭槽520a和次要狭槽522a、524a能够定位在主横臂146上以与其对应。
如图4b的近距离视图中所示，主要狭槽520a由基本上在第一端530和间隔开的第二端532处的半圆形端壁之间水平延伸的相对侧壁526和528界定。所述相对侧壁隔开距离d1。
相比之下，每个次要狭槽522a、524a由基本上在底端538和间隔开的顶端540处的半圆形端壁之间竖直延伸的相对侧壁534和536界定。因此，次要狭槽522a、524a基本上与主要狭槽520a正交。侧壁534和536之间的距离d2基本上与主横臂112中的次要孔口502和504的直径相同。
返回到图2，刷洗器支撑结构140也包括柔性地附接到横臂146的第一端148和第二端150的一对主要横臂154、156。每个主要横臂154、156在第一端158和间隔开的第二端160之间延伸。也包括多个次要横臂162，每个次要横臂162从第一端164延伸到间隔开的第二端166。每个次要横臂162定位在每个主要横臂154和156的第一端158和第二端160的不同端处。因此，在所示的实施例中存在四个次要横臂162。安装支架168在每个次要横臂162的每个端部164、166处形成。类似于刮水器支撑结构108，刷洗器支撑结构140被配置为使得所有安装支架168对准。
图5a和图5b示出挡风玻璃刮水器100的横截面侧视图，其中刷洗器组件分别在升高位置和降低位置。转向图5a，每个安装支架168基本上是“c”形，其中所述“c”的开口面向下并背向横向构件和横臂。因此，每个安装支架168包括具有内表面174和相对的外表面176的环绕的侧壁172。内表面174界定横向地延伸穿过安装支架168的通道178。相对的端面180、182在侧壁172的内表面174和外表面176之间延伸，以便界定延伸穿过所述壁172的开口184，从而使安装支架168形成为“c”形状。端面180、182横跨开口184面向彼此。安装支架168被对准，使得刷洗器元件142能够被接收在所有的安装支架168的通道178内，如下面所讨论和如图2中所示。此外，支架168被定位成使得所有的安装支架168的开口184面向相同的方向。
也能够使用包括如本领域中已知的安装支架168的刷洗器支撑结构140的其他配置。全部或部分刷洗器支撑结构140能够由金属、塑料或其他大体刚性的材料制成。在一些实施例中，刷洗器支撑结构使用注塑成型工艺由塑料制成。在一些实施例中，常规的刮水器支撑结构用作刷洗器支撑结构。
返回到图2，接合组件107包括用于升高和降低刷洗器组件102的致动器550以及联动装置552，所述联动装置552与刷洗器组件102联接，并且使刷洗器组件相对于刮水器组件104基本上竖直地移动。
在一个实施例中，联动装置552包括被配置为可滑动地联接刷洗器组件102和刮水器组件104的一个或多个连接器销554。每个连接器销554被配置为被接收在主横臂112上对准的次要孔口502、504和主横臂146上对应的次要狭槽522、524内。
转向图6a和图6b，每个连接器销554具有主体556，主体556为大体圆柱形，并且在第一端558和间隔开的第二端560之间纵向延伸。主体556的直径等于或稍微小于设置在主横臂112上的次要孔口502、504的直径以及主横臂146的次要狭槽522、524的宽度d2。因此，主体556能够被插入次要孔口502、504和次要狭槽522、524内，并且当主横臂112竖直移动时能够沿每个狭槽522或524竖直滑动。如果需要，每个主体556的中心部分562能够经设定尺寸以具有比主体556的剩余部分更大的直径。通过这样做，中心部分562的相对端将防止主横臂112和146的侧壁404和416在中心部分562上延伸。这确保所述横臂112和146之间的期望的分离。另外，尺寸过大的端盖564能够定位在主体556的每个端部558和560处，以将连接器销固定在对应的孔口和狭槽内。每个连接器销554能够在每个孔口502、504内刚性地附接到主横臂112，或者可旋转地安装在其中。
返回到图2，致动器550能够包括如本领域中已知的安装到刮水器支撑结构108的标准直流类型的伺服机构570。例如，仅通过示例的方式，在一个实施例中，伺服机构570依靠7.2v电源操作并具有90度的移动。为了在典型的12伏特汽车电池的情况下使用此类伺服机构，能够使用简单的电压调节器电路。其他电压和移动值也是可能的。伺服机构应该具有足够的力来提升刷洗器组件和刮水器组件离开挡风玻璃。因此，在一个实施例中，伺服机构能够提供在约40盎司英寸和约55盎司英寸之间的力。在另一个实施例中，伺服机构能够提供大于55盎司英寸的力。其他力值也是可能的。
在所描绘的实施例中，伺服机构570安装到刮水器支撑结构108的中心节段118的第一侧壁402，以便在刮水器支撑结构108的相对侧上而不是在刷洗器支撑结构140上。在其他实施例中，全部或部分伺服机构570能够安装在刮水器支撑结构108内，诸如例如安装在槽道406内(图3a)。伺服机构570能够通过粘合剂、安装螺钉、紧固件或本领域中已知的其他永久或可移除的安装工具安装到刮水器支撑结构108。
转向图7a和图7b，伺服机构570包括马达572和从该马达572延伸的轴574。当伺服马达572通电时，轴574围绕中心旋转轴线旋转。伺服马达572被配置为通过汽车电池或便携式电源诸如电池组通电，如下面所讨论的。可以替代地使用其他电源。
返回到图2，伺服机构570定位在刮水器支撑结构108上，以便与刷洗器支撑结构140接合并由此相对于刮水器组件104移动刷洗器组件102。这样做时，伺服机构570使刷洗器组件102相对于挡风玻璃升高和降低。
为此，伺服机构570通过曲柄578与刷洗器支撑结构140联接，曲柄578将伺服机构轴574的旋转运动转换为刷洗器组件102的线性运动。曲柄578能够附接到伺服机构轴574或者能够与其整体形成。再次转向图7a和图7b，曲柄578包括主体580，主体580被配置为附接到伺服机构轴574并围绕旋转轴线576与该伺服机构轴574一起旋转。曲柄销582大体平行于旋转轴线576延伸远离主体580，但是在从旋转轴线576偏移的位置处定位在主体580上。由于曲柄销582从旋转轴线576的偏移，当伺服机构轴574旋转时，曲柄销582围绕旋转轴线576呈圆形行进。曲柄销582能够附接到曲柄578的主体580或者能够与其整体形成。此外，曲柄销582能够是圆柱形的，如在所描绘的实施例中，或者具有任何其他期望的形状。曲柄销582具有小于界定主要狭槽520(图4b)的侧壁526和528之间的宽度d1的直径。
如图5a和图5b中所示，伺服机构570定位在刮水器支撑结构108上，使得伺服机构轴574朝向刷洗器支撑结构140延伸穿过主要孔口500。曲柄578定位在刮水器支撑结构108和刷洗器支撑结构140之间，使得曲柄销582延伸穿过刷洗器支撑结构140上的主要狭槽520。通过这样做，伺服机构轴574的旋转能够使刷洗器组件102相对于挡风玻璃升高和降低，如参照图8a至图8c在下文所描述的。
如上所述，当伺服机构轴574旋转时，曲柄销582呈圆形移动。如图8a至图8c中所示，这在刷洗器支撑结构140上下移动(即，与挡风玻璃正交)时使曲柄销582在主要狭槽520的第一端530和第二端532之间来回移动。定位在刷洗器支撑结构140后面的曲柄578的部分以虚线描绘，以示出曲柄销582与曲柄578的相对位置。
图8a示出当刷洗器组件102在图5a中所示的升高位置中时刮水器支撑结构108和刷洗器支撑结构140的相对位置。如所描绘的，在升高位置中，曲柄578被设置成使得曲柄销582在曲柄主体580上的最高位置处。在此位置中，曲柄销582设置在主要狭槽520的第一端530和第二端532之间的大约中间位置，连接器销554定位在次要狭槽522和524的底端538处或附近，并且刷洗器支撑结构140竖直地定位成高于刮水器支撑结构108。因此，如图5a中所示，刷洗器组件102定位成高于刮水器组件104，从而允许刮水片110接触挡风玻璃，而刷洗器元件142升高到挡风玻璃之上并且因此不接触所述挡风玻璃。
当曲柄578由伺服机构570顺时针旋转90度时，如由箭头586所指示，曲柄销582弧形地向下移动至图8b中所示的中间位置。由于所述旋转，曲柄销582移动到主要狭槽520的第二端532，并且使刷洗器支撑结构140相对于其在图8a中的位置向下移动。当刷洗器支撑结构140向下移动时，附接到刮水器支撑结构108并可滑动地接收在次要狭槽522和524内的连接器销554引导刷洗器支撑结构140的竖直移动。因此，刷洗器支撑结构140向下移动，直到连接器销554设置在次要狭槽522和524的顶端540和底端538之间的大约中间位置。由于连接器销554和次要狭槽522和524之间的相互作用，当曲柄销582在主要狭槽520内水平移动时，刷洗器组件102相对于刮水器组件104基本上线性竖直地移动。当曲柄销582定位在主要狭槽520的任一端530、532附近时，刷洗器支撑结构140位于与刷洗器支撑结构108大约相同的竖直位置处，如图8b中所示。因此，当刷洗器组件102在此中间位置处时，刮水片110和刷洗器元件142两者都可以接触挡风玻璃。
当曲柄578由伺服机构570进一步顺时针旋转另一个90度时，如由箭头588所指示，曲柄销582弧形地移动到图8c中所示的位置，这描绘了当刷洗器组件102在降低位置中时刮水器支撑结构108和刷洗器支撑结构140的相对位置。在此位置中，曲柄销582移动到曲柄主体580上的最低位置，这使曲柄销582移动回到主要狭槽520的第一端530和第二端532之间的大约中间位置。这也使刷洗器支撑结构140相对于其在图8b中的位置进一步向下移动，其中连接销554继续引导刷洗器支撑结构140的竖直移动。因此，刷洗器支撑结构140相对于刮水器支撑结构108向下移动，直到连接销554设置在刷洗器支撑结构140中的次要狭槽522和524的顶端540处或附近。因此，刷洗器支撑结构140竖直地低于刮水器支撑结构108。因此，如图5b中所示，刷洗器组件102定位成低于刮水器组件104，从而允许刷洗器元件142接触挡风玻璃，而刮水片110有效地升高到挡风玻璃之上并且因此不接触所述挡风玻璃。
为了将刷洗器组件102返回到升高位置，曲柄578由伺服机构570简单地旋转，直到曲柄销582再一次位于曲柄主体580的最高位置处，如图8a中所示。这能够通过从降低位置将曲柄578顺时针或逆时针旋转180度来完成。
虽然当将刷洗器组件102从升高位置移动到降低位置时，在上文将曲柄578描述为在顺时针方向上旋转，但是应当理解，通过在逆时针方向上旋转曲柄578，刷洗器组件102也能够从升高位置移动到降低位置。此外，虽然在上文将连接销554描述为附接到刮水器组件104以便能够与其一起移动，并且被接收在形成于刷洗器组件102中的对应狭槽522和524内，但是应当理解，能够替代地使用相对配置。也就是说，连接销554能够替代地能够与刷洗器组件102一起移动，并且对应狭槽522和524能够在刮水器组件104中形成。此外，连接销554能够可旋转地或刚性地附接到刮水器组件104或刷洗器组件102或者与其整体形成。在一些实施例中，连接销554在次要孔口502和504内能可自由地移动。
在另一个实施例中，接合组件107能够包括齿条和小齿轮机构。例如，如图9a至图9c中所示，致动器550能够包括刚性地附接到刮水器支撑结构108的马达430。马达430具有一对轴432，所述一对轴432基本上平行于中心纵向轴线194(图2)在与马达430相反的方向上延伸。轴432能够是两个分离的轴或在两个方向上延伸的单个轴。小齿轮434附接到每个轴432的端部或者在每个轴432的端部上形成，以便与其一起旋转。齿条436定位在每个小齿轮434和刮水器支撑结构108之间。如在图10a和图10b的横截面视图中所示，每个齿条436与其对应的小齿轮434对准，使得小齿轮434上的各个齿轮437与齿条436上的齿438配合。为了清楚起见，申请人指出在图9a至图9c中已经省略了各个齿轮和齿条齿。轴432一起旋转，使得当小齿轮434旋转时，齿条436相对于彼此同步地上下移动，如图9a至图9c中所示。
如图10a和图10b中所示，连接器销554用于帮助刮水器支撑结构108和刷洗器支撑结构140相对于彼此移动，这类似于上述实施例。每个连接器销554刚性地附接到齿条436中的一个，使得连接器销554与齿条436一起上下移动。与上面讨论的实施例类似，刮水器支撑结构108的主横臂112的侧壁和刷洗器支撑结构140的主横臂146的侧壁也包括从其中延伸穿过的孔口。然而，由于齿条和小齿轮布置，主横臂112和146的主要孔口和主要狭槽能够分别省略。另外，次要狭槽522和524以及次要孔口502和504彼此交换位置。也就是说，次要狭槽522和524移动到刮水器支撑结构108的主横臂112，并且次要孔口502和504移动到刷洗器支撑结构140的主横臂146。
在使用期间，当马达轴432旋转时，小齿轮434也旋转。由于齿轮437和齿438之间的联接，当小齿轮434旋转时，齿条436相对于马达430和刮水器支撑结构108上下移动，马达430安装到所述刮水器支撑结构108，如图9a至图9c和图10a至图10b中所描绘的。这使连接器销554在主横臂112上的次要狭槽522和524内上下移动。因为连接器销554延伸穿过主横臂146的次要孔口502和504，所以当连接器销554分别升高和降低时，刷洗器支撑结构140相对于刮水器支撑结构108升高和降低。
应当理解，上面讨论的伺服系统以及齿条和小齿轮系统仅是能够根据本发明使用的接合组件107和致动器550的两个示例。也能够使用其他类型的致动器。例如，在其他实施例中，致动器550能够改为由齿轮传动马达、失速(stall)马达或螺线管组成，其使销上下移动以实现刷洗器组件102在升高位置和降低位置之间的移动。
此外，虽然本文讨论的致动器通常是电动的，但是应当理解，能够使用流体驱动、气动驱动或者其他方式驱动的致动器。例如，致动器550能够是水或空气驱动的涡轮或一些其他类型的非电气装置。
如图2中所示，刷洗器元件142沿中心纵向轴线194在第一端190和间隔开的第二端192之间延伸。转向图11，刷洗器元件142包括细长的往复式组件196，其包括刷洗构件198和往复式构件202；以及用于将刷洗构件198可移除地附接到往复式构件202的工具。
往复式构件202包括顶部部分204，顶部部分204经设定尺寸以可滑动地被接收在所有安装支架168的通道178内。为此，顶部部分204具有与通道178大体相同形状的横截面形状。因此，顶部部分204包括顶表面206和相对的底表面208，其中两个侧表面210、212在它们之间延伸。顶表面206和底表面208以及侧表面210和212全部沿纵向轴线194在第一端190和第二端192之间延伸。
往复式构件202还包括也在第一端190和第二端192之间延伸的底部部分220。底部部分220具有顶表面222和相对的底表面224，其中两个侧表面226、228在它们之间延伸。在所描绘的实施例中，底部部分220比顶部部分204宽，但这不是必须的。连接部分232在顶部部分204的底表面208和底部部分220的顶表面222之间延伸，以便在在第一端190和第二端192之间延伸的往复式构件202的任一侧上形成一对槽道234、236。顶部部分204、底部部分220和连接部分232在第一端190和第二端192处结合，以分别地形成近侧端面240和远侧端面242。所述槽道形成为使得往复式构件能够滑动地被接收在安装支架168的通道178内。在所示的实施例中，往复式构件202具有大体“i”形的横截面，如由端面240和242所示，然而，能够使用允许往复式构件202滑动地安装在支架168内的任何形状。
在所示的实施例中，往复式构件202的顶部部分204和底部部分220各自作为单件在第一端190和第二端192之间延伸。在图12中所示的往复式构件202的替代实施例中，在底部部分220作为单件保持在第一端190和第二端192之间延伸时，顶部部分204分成在第一端190和第二端192之间从底部部分220向上延伸的多个间隔开的区段244。如图14a中所示，当往复式构件202安装在刷洗器支撑结构140上时，区段244能够被配置为与支架168(图5b)对准。
将顶部部分204分成区段允许往复式构件202更具柔性，这有助于保持刷洗构件198与挡风玻璃接触，即使当刮水器在挡风玻璃中的许多轮廓上移动时。这也节省了材料，从而使刷洗器支撑结构140在重量上更轻。为了进一步在柔性方面给予帮助，往复式构件202能够由柔性材料制成并且/或者能够是非常薄的。例如，在一个实施例中，往复式构件由聚丙烯化合物组成。
返回到图11，往复式组件196还包括横向地延伸远离往复式构件202的顶部部分204的接收构件246。接收构件246能够附接到顶部构件204或者与其整体形成。此外，虽然接收构件246被示为设置在往复式构件202的第一端190和第二端192之间的大约中间位置，但这不是必须的。例如，接收构件246可以从往复式构件202的中点偏移，使得安装在接收构件246上方的马达144不干扰上面讨论的接合组件。如图2中所示和在下面更详细讨论，当接收构件246和马达144两者都安装在刷洗器支撑结构140上时，接收构件246与马达144对准。
转向图13，接收构件246包括突片，突片定位在往复式构件202的顶部部分204上并在与中心纵向轴线194正交的方向上远离往复式构件202突出到远端247。在使用期间，马达144与突片246联接，以移动往复式构件202。为了承受与此相关联的力，突片246通常由坚固且耐用的材料诸如硬塑料或金属(例如铝)制成。
突片246包括顶表面248和相对的底表面250，其中周边侧表面252在它们之间延伸。突片246还包括内侧壁254，内侧壁254在顶表面248和底表面250之间完全延伸穿过突片246，以便界定基本上与中心纵向轴线194正交行进的细长孔口256。孔口256在第一端258和第二端260之间延伸。被限定为第一端258和第二端260之间的距离并与中心纵向轴线194正交地测量的孔口256的长度基本上比其宽度更长。
返回到图5a和图5b，往复式组件196安装在刷洗器支撑结构140上，使得往复式构件202的顶部部分204插入安装支架168的通道178中。这能够以许多方式完成。在一些实施例中，在刷洗器支撑结构140已经完全组装之后，将往复式构件202插入安装支架168中。这能够通过以下动作完成，即从刷洗器支撑结构140的一端开始，并且以与如何在常规的刮水器支撑结构108中安装新的刮水片类似的方式使往复式构件202的顶部部分204串联地滑动穿过所有的安装支架168。例如，如果接收构件246能够在往复式构件202被安装在刷洗器支撑结构140上之后附接到顶部部分204，则能够使用将往复式构件202安装到刷洗器支撑结构140的这种方法。
在其他实施例中，在刷洗器支撑结构140已经完全组装之前，将往复式构件202插入安装支架168中。在此方法中，在次要横臂162附接到主要横臂156之前，将顶部部分204插入安装支架168中。例如，如果接收构件246永久地附接到往复式构件202，则可以期望使用这种方法。
在顶部部分204分成区段的实施例中，往复式构件202能够被定位成使得每个区段244与其对应的安装支架168相邻并且然后纵向移动，使得所有区段244被同时地插入安装支架168中。另外，如果往复式构件202是柔性的，则往复式构件202的任何部分能够朝向或者远离刷洗器支撑结构140挠曲，以帮助安装。
在一些实施例中，往复式构件202可从刷洗器支撑结构140移除。在一个实施例中，接收构件246能够从往复式构件202拆卸，并且然后往复式构件202能够通过使顶部部分204滑出安装支架168而移除。在其他实施例中，往复式构件202能够远离刷洗器支撑结构140挠曲，从而足以使接收构件从马达144脱开，并且然后顶部部分204的区段能够通过滑动动作从安装支架168移除。这种方式在使用分段的顶部部分时可极为奏效。其他的移除方式也是可能的。
如图5a和图5b中所示，不管安装往复式组件196的方式如何，当被完全插入安装支架168内时，往复式构件202的顶部部分204的底表面208抵靠每个安装支架168的内表面，同时连接部分232延伸穿过每个开口184。通过这样安装，往复式组件196能够沿中心纵向轴线194在安装支架168内往复地移动(即来回移动)。因此，当附接到车辆时，往复式组件196的往复运动大体地平行于挡风玻璃并且大体地垂直于挡风玻璃刮水器100横跨挡风玻璃的指定弧形行程。往复式构件202和接收构件246能够由金属、塑料或其他刚性材料组成。
返回到图11，刷洗构件198具有在相对侧266和268之间横向延伸的顶表面264。分别在两个侧面266和268处从顶表面264向下延伸的是一对刷洗表面270和272。刷洗表面270和272两者都从顶表面264向下延伸，并且然后朝向彼此弯曲，直到刷洗表面270和272在所示实施例中标记为274的底部处汇合。因此，刷洗表面270和272一起形成“u”形横截面。在一些实施例中，刷洗表面270和272一起形成脊以形成“v”形横截面。在其他实施例中，刷洗表面270和272的各部分是平坦的，使得刷洗构件198具有基本上平坦的底表面。在其他实施例中，使用其他规则或不规则形状。例如，如在下面更详细讨论的，在用于从挡风玻璃去除冰的一个实施例中，刷洗构件198的底表面能够具有锯齿状边缘。也能够使用其他形状。在一些实施例中，在侧面266和268之间的刷洗构件198的宽度在约8mm至约50mm之间，其中在约12mm至约25mm之间是常见的。也能够使用其他宽度。在一些实施例中，刷洗构件198的宽度基本上与往复式组件196的宽度相同。
顶表面264以及刷洗表面270和272从第一端面276纵向地延伸到间隔开的第二端面278。在一些实施例中，在第一端面276和第二端面278之间的刷洗构件198的纵向长度是在约305mm至约700mm之间，其中在约375mm至约640mm之间是常见的。也能够使用其他长度。在一些实施例中，在第一端面276和第二端面278之间的刷洗构件198的纵向长度能够基本上与在端面240和242之间的往复式组件196的纵向长度相同。
如上面所讨论的，流体管路111的一部分136能够定位在刷洗构件198内。对于这些实施例，流体管路部分136能够基本上在刷洗构件198的第一端和第二端之间延伸。联接器280能够沿流体管路部分136被包括在任何位置，以将流体管路部分136流体地联接到流体管路111的剩余部分。
刷洗构件198能够由能够刷洗挡风玻璃而不划伤玻璃的任何材料组成。在一个实施例中，刷洗构件198包括根据洛氏硬度指数比钢化玻璃更软的材料。在一个实施例中，刷洗构件198由泡沫垫、麂皮、布和鬃毛中的一个或多个组成。在一个实施例中，刷洗构件198由高密度泡沫组成。在另一个实施例中，刷洗构件198由硅橡胶化合物组成。在又一个实施例中，刷洗构件198由聚碳酸酯塑料组成。能够替代地使用其他材料。另外，如在所描绘的实施例中所示，如果需要，能够使用孔状网来覆盖刷洗表面270和272。此外，如上面所讨论的，刷洗构件198能够由部分地吸收洗涤流体使得所述刷洗构件在挡风玻璃上方经过时能够使所述挡风玻璃湿润的材料组成。
继续参考图11，刷洗构件198以这样的方式附接到往复式构件202，即刷洗构件198将与往复式构件202一起往复地移动，从而当挡风玻璃刮水器100在挡风玻璃上方移动时刷洗玻璃。这通过将刷洗构件198的顶表面264附接到往复式构件202的底部部分220的底表面224而完成。在一些实施例中，刷洗构件198永久地附接到往复式构件202，而在其他实施例中，刷洗构件198经附接以便是可移除的。如果永久附接是期望的，则能够使用粘合剂，诸如胶水、环氧树脂或其他类型的粘合剂。还能够使用用于永久附接的其他已知方法。
如果可移除的附接是期望的，则能够使用用于将刷洗构件198可移除地附接到往复式组件196的工具。例如，在所示的实施例中，用于将刷洗构件198可移除地附接到往复式组件196的工具包括钩和环紧固件282，诸如例如velcro类型的紧固件，如在本领域中已知的。钩和环紧固件282包括匹配的条带284和286。
条带284永久地附着到刷洗构件198的顶表面264，并且匹配的条带286永久地附着到往复式构件202的底部部分220的底表面224。条带284具有由钩或环材料组成的表面，并且条带286具有由配合的环或钩材料组成的表面，如在本领域中已知的。因此，当两个条带284和286被推动在一起时，钩和环表面彼此接合，从而使两个条带附接到彼此并保持附接直到被拉开，如在本领域中已知的。由于条带284和286分别附着到刷洗构件198和往复式构件202，所以刷洗构件198由此附接到往复式构件202，直到用户将所述两个构件撬开。
替代地，其他类型的紧固件，诸如可释放粘合剂、螺钉、可释放紧固件、销等，也能够用作用于将刷洗构件198可移除地附接到往复式构件196的工具。也能够使用用于将刷洗构件198可移除地附接到往复式构件202的如在本领域中已知的其他工具。
刷洗构件198可出于许多原因而需要周期性地移除和替换。例如，在较长的一段使用时间内发生的简单磨损可需要周期性的替换。或者用户可以具有针对不同用途而由不同材料制成的刷洗构件，以便需要切换刷洗构件。例如，用户可以具有用于正常使用的一个刷洗构件，以及在冬天使用或越野使用的由更刚硬材料制成的刷洗构件。然后，用户基于所期望的用途想要切换刷洗构件。
鉴于上述内容，与永久附接相比，刷洗构件198到往复式构件202的可移除附接提供一些独特的益处。例如，如果刷洗构件198是可移除的，则刷洗构件198能够简单地从往复式构件202移除并在往复式构件202保持附接到刷洗器支撑结构140的同时被替换。然而，当刷洗构件198到往复式构件202的附接是永久的时，每当刷洗构件198被替换时，也需要往复式构件202从刷洗器支撑结构140移除。此外，如果附接是永久的，则也需要用刷洗构件198替换往复式构件202。
返回到图1，马达144能够包括如在本领域中已知的安装到刷洗器支撑结构140的标准直流类型马达。在一些实施例中，马达144具有在约1000rpm至约20000rpm之间的速度，其中在约2000rpm至约12000rpm之间是常见的。还能够使用其他速度。通过齿轮传动，较低的rpm也可能改善扭矩并减少噪声，噪声会是刷洗动作的产物。例如，在一个实施例中，马达144具有约24000rpm的速度，但是在9.66:1的齿轮减速之后，轴仅以2650rpm行进。如下面所讨论的，也能够使用其他齿轮比。在所示的实施例中，马达144安装到刷洗器支撑结构140的中心节段152，但这不是必须的。马达144能够通过安装螺钉、紧固件或在本领域中已知的其他永久的或可移除的安装工具安装到刷洗器支撑结构140。
转向图14，马达144具有从其延伸的轴292，当马达144通电时，所述轴292围绕旋转轴线294旋转。马达144被配置为由汽车电池或便携式电源诸如电池组通电，如下面所讨论的。
马达144定位在刷洗器支撑结构140(参见图2)上，以便与刷洗器元件142接合，并由此沿中心纵向轴线194往复地移动刷洗器元件142。为此，马达144通过联动装置295附接到刷洗器元件142，所述联动装置295将马达轴292的旋转运动转换成刷洗器元件142的线性运动。例如，在所示的实施例中，附接构件296在从旋转轴线294偏移的位置处固定到轴292。附接构件296能够附接到轴292或者能够与其整体形成。在所示的实施例中，附接构件296包括销。能够替代地使用其他类型的附接构件。由于销296从旋转轴线294的偏移，所以当轴292旋转时，销296围绕旋转轴线294呈圆形行进。
在所示的实施例中，马达144定位在刷洗器支撑结构上，使得轴292朝向刷洗器元件142向下延伸，并且销296延伸穿过突片246的孔口256。通过这样做，轴292的旋转能够使往复式组件196沿其中心纵向轴线194往复地移动，如在下面参考图15a至图15d所描述的。
如上所述，当轴292旋转时，销296呈圆形移动。如图15a至图15d中所示，这在突片246沿纵向轴线194横向地来回移动时，使销296在孔口256的第一端258和第二端260之间来回移动。
在图15a中，轴292被定位成使得销296是在轴上的最左位置处。在此位置中，销296设置在孔口256的第一端258和第二端260之间的大约中间位置，并且突片246在其最左位置中。
当轴292顺时针旋转90度时，如由箭头298a所指示，销296移动到图15b中所示的位置。由于轴292的旋转，销296现在已经移动到孔口256的第二端260，并且突片246已经相对于其在图15a中的位置移动到右边。因为突片246附接到往复式组件196，所以往复式组件196也移动到右边，如由箭头299a所指示。
当轴292进一步顺时针旋转另一个90度时，如由箭头298b所指示，销296移动到图15c中所示的位置。在此位置中，销296现在已经移动回到孔口256的中间，并且突片246已经进一步移动至右边到达其最右的位置。此外，因为销246附接到往复式组件196，所以往复式组件196也移动到右边，如由箭头299b所指示。
当轴292进一步顺时针旋转另一个90度时，如由箭头298c所指示，销296移动到图15d中所示的位置。在此位置中，销296现在已经移动到孔口256的另一端(即第一端)258，并且突片246已经开始移动回到左边。往复式组件196也已经相应地移动到左边，如由箭头299c所指示。
最后，当轴292进一步顺时针旋转另一个90度，销296和突片246返回到图15a中所示的位置，并且所述过程本身能够重复。由于轴292的连续旋转，销296和突片246的接合使往复式组件196沿中心纵向轴线往复地移动。并且由于其到往复式组件196的附接，刷洗器元件142(参见图14)也沿中心纵向轴线194往复地移动。
虽然轴292在上文描述为在顺时针方向上旋转，但是应当理解，轴292能够替代地在逆时针方向上旋转，这也将导致往复式组件196沿中心纵向轴线往复地移动。另外，虽然所示的实施例示出从往复式构件202横向地移动的突片246，但是应当理解，突片246能够替代地定位，以便不横向地移动(参见例如图17a的突片352)。此外，在上面描述的使用销296作为附接构件并使用突片246作为接收构件的实施例仅是能够与本发明一起使用的联动装置的一个示例。其他联动装置也是可能的。
例如，图16描绘了联动装置300的替代实施例，联动装置300具有能够与本发明一起使用的突片302和销304。突片302在许多方面类似于突片246。例如，类似于突片246，突片302附接到往复式组件196，并且具有在其中形成的孔口306。然而，突片302是基本上竖直的，而不是像突片246那样为基本上水平的。类似地，销304在许多方面类似于销296。例如，类似于销296，销304定位在轴292上，以便从旋转轴线294偏移。然而，与在前面讨论的联动装置295中不同，销304不直接地被接收在突片302上形成的孔口306内。相反，联动装置300包括将销304连接到突片302的连杆308。
连杆308由在第一端312和间隔开的第二端314之间延伸的线材等组成。连杆308在第一端312处形成环形，以便界定孔口310。销304被插入穿过孔口310。与销296不同，销304在最远离轴292的端部316处弯曲，使得销304将保持在孔口310内。连杆308的另一端314被插入穿过在突片302中形成的孔口306。连杆308在第二端314处进一步弯曲，以帮助保持连杆308设置在孔口306内。
当轴292旋转时，连杆308的第一端312与销304一起呈圆形图案移动，这使附接到突片302的连杆308的第二端314在纵向方向194中往复运动。由于往复式组件196到突片302的附接，因此使往复式组件196沿中心纵向轴线194往复地移动。
图17a至图17c示出能够在本发明中使用的联动装置350的另一个实施例。申请人指出，图17a至图17c中的往复式构件202包括分成多个区段244的顶部部分204，如上面所讨论的。如图17a中所示，联动装置350被设计成使得马达144能安装成使得旋转轴线294基本上平行于中心纵向轴线194(图2)。类似于联动装置295，联动装置350具有销354以及在接收构件353中形成的突片352。然而，销354通过齿轮传动系统356间接地联接到轴292，而不是直接地固定到轴292。齿轮传动系统356被设计成将马达144的轴292围绕旋转轴线294的旋转转换成围绕垂直于旋转轴线294的旋转轴线358的旋转。为了做到这一点，齿轮传动系统356包括附接到马达144的轴292的或与所述马达144的轴292整体形成的第一齿轮360，以及与销354附接的第二齿轮362。
第一齿轮360为圆形的，其中齿轮齿364围绕第一齿轮360的周边定位。第一齿轮360直接地安装到轴292上，以便围绕旋转轴线294旋转。替代地，第一齿轮360能够在轴292上整体地形成。第二齿轮362也是圆形的，其中齿轮齿366围绕第二齿轮362的周边定位。齿轮齿366被配置为与齿轮齿364配合，如在所描绘的实施例中所示。第二齿轮362安装到刷洗器支撑结构140上，使得第二齿轮362能围绕旋转轴线358旋转，所述旋转轴线358与旋转轴线294正交。销354直接地或通过安装构件368固定到第二齿轮362，如在所描绘的实施例中所示。销354经定位以便在与旋转轴线358相同的方向上延伸，但是从所述旋转轴线358偏移。
第一齿轮360和第二齿轮362被定位成使得齿364和366啮合。因此，当轴292围绕旋转轴线294旋转时，第一齿轮360也围绕旋转轴线294旋转。这由于接合的齿364和366而使第二齿轮362围绕旋转轴线358旋转。第一齿轮362和第二齿轮364之间的齿轮比能够根据需要调整。在一个实施例中，使用约10:1的齿轮比。在其他实施例中，使用约7:1和约4:1的齿轮比。也能使用其他齿轮比。由于销354从旋转轴线358的偏移，当第二齿轮362旋转时，销354围绕旋转轴线358呈圆形行进。销354接合突片352，从而以与相对于销296和突片246以及参考图15a至图15d在上面讨论方式类似的方式引起往复运动。
继续参考图17a，因为齿轮传动系统356转换垂直轴线294和358之间的旋转运动，所以马达144能够被定位成使得轴292在基本上平行于往复式组件196的方向上从该马达144延伸。在所示的实施例中，齿轮传动系统356被定位成使得旋转轴线358大体地朝向往复式组件196向下通过。
因此，马达440和联动装置350的许多部件能够定位在往复式构件202正上方。例如，如图17b中所示，突片352的孔口256能够在往复式构件202正上方对准。因此，如在所示的实施例中，突片352能够基本上与往复式组件196的侧面齐平。
转向图17c，为了适应定位在往复式构件202上方的孔口256，接收构件353也能够包括在孔口256的任一侧上(沿纵向轴线194)定位在突片352和往复式构件202之间的一对冒口(riser)367。替代地，冒口367能够在往复式构件202上整体地形成。冒口367允许在突片352和往复式构件202之间的充足空间，使得在正常操作期间，销354具有充足空间来在孔口256内移动，而销354的端部不接触往复式构件202。为了给冒口367提供充足空间，突片352沿纵向轴线194可以基本上比突片246更长。
为了组装接收构件353，冒口367首先定位在往复式构件202的顶表面206上并固定到所述顶表面。这能够通过粘合剂、紧固件或其他已知的固定装置或方法完成。在一个实施例中，带螺纹的螺钉用于每个冒口367。螺钉能够旋拧穿过往复式构件202并旋拧到冒口367中，使得每个螺钉的尖锐端远离刷洗构件198定位，由此使得所述尖锐端不会划伤挡风玻璃。当然，如果冒口367在往复式构件202中整体地形成，则冒口367已经固定到往复式构件202，并且此步骤能够省略。
一旦每个冒口367定位并固定到往复式构件202，突片352就定位在冒口367的顶部上并固定到所述冒口367的顶部。这也能够通过粘合剂、紧固件或其他已知的固定装置或方法完成。在一个实施例中，用于将冒口367固定到往复式构件202的相同的带螺纹的螺钉能够用于通过进一步将所述螺钉旋拧到突片352中而将突片352固定到每个冒口367。在所示的实施例中，每个冒口367在往复式构件202上整体地形成。螺栓369向上插入穿过冒口367a和突片352中的一个，并且利用配合螺母371固定到所述冒口367a和突片352中的一个。开口销375向上插入穿过另一个冒口367b和突片352，并且然后在端部处扩展以将突片352固定到往复式构件202。如上所示，这些仅是示例；也能够使用其他固定装置和方法。
如图17a中所示，由于所述竖直对准，如果需要，马达144能够定位在刷洗器支撑结构140的框架内。例如，在所示的实施例中，一对附接构件370和372将马达144固定在由主横臂146的中心节段152形成的槽道420内。附接构件370和372各自附接到马达144并附接到主横臂146的侧壁416和418。以这种方式，马达144至少部分地定位并安装在槽道420内。如果需要，第二齿轮362的支撑结构373也能够安装在槽道420内，如在所描绘的实施例中所示。当然，必须注意确保马达144不干扰延伸穿过刷洗器支撑结构140的接合组件的致动器和联动装置。
如果需要，马达144和销354的放置能够颠倒。也就是说，如果需要，马达144能够附连到刷洗器元件142，并且突片352能够附连到刷洗器支撑结构140，使得销354能够延伸到突片352中。如果需要，齿轮传动系统356也能够附连到刷洗器元件142。
应当理解，还能够使用其他类型的齿轮和齿轮传动系统来代替齿轮传动系统356。例如，如果需要，能够使用冠状齿轮、小齿轮和蜗轮。图18示出柔性电缆384与定位在马达144内的传动装置一起使用的实施例。还能够使用其他齿轮传动系统。
在另一个实施例中，马达144能够定位在突片352正上方并竖直地取向，所以马达144能够与孔口256联接而不使用外部传动装置。
图19a和图19b示出能够在本发明中使用的联动装置700的另一个实施例。类似于联动装置350，联动装置700被设计成使得马达144能够安装成使得旋转轴线294基本上平行于中心纵向轴线194(图2)。还类似于联动装置350，联动装置700具有销702，所述销702通过齿轮传动系统703间接地联接到马达轴292(图17a)，所述齿轮传动系统703被设计成将马达轴292围绕旋转轴线294的旋转转换成围绕与旋转轴线294垂直的旋转轴线704的旋转。然而，与朝向往复式组件196向下通过的旋转轴线不同，旋转轴线704相对于往复式组件196横向地通过。也就是说，旋转轴线704基本上与旋转轴线358(图17a)正交。
类似于销354，销702直接地或通过安装构件706固定到齿轮传动系统703，如在所示的实施例中所示。销702经定位以便在与旋转轴线704相同的方向上延伸，但从其偏移。由于所述偏移，当马达轴292旋转时，销702围绕旋转轴线704呈圆形行进。
类似于前述实施例，联动装置700还包括突片708，所述突片708将销702的旋转运动转换成往复式组件196的往复运动。突片708包括第一节段710和从该第一节段710正交地延伸的第二节段712。第一节段710被配置为附接到往复式组件196。这能够使用任何类型的紧固件或粘合剂或其他附接装置或方法完成，如上面所讨论的。第二节段712包括接收销702的孔口714。孔口714类似于上面讨论的孔口256，不同的是孔口714基本上竖直地取向。尽管如此，孔口714以与孔口256类似的方式工作，如上面所讨论的。因此，当销702旋转时，突片708将旋转运动转换成转化到往复式组件196的往复运动。
由于齿轮传动系统703的使用，如果需要，马达144和/或齿轮传动系统703能够定位在刷洗器支撑结构140的框架内，这类似于上面讨论的实施例。在一个实施例中，一对附接构件能够用于将马达144固定在由主横臂146的中心节段152形成的槽道420内，如上面所讨论的(参见图17a)。替代地，如在图19b中所示的实施例中，马达144能够在此实施例或本文所设想的任何其他实施例中与刷洗器支撑结构140整体模制而成。其他选择也是可能的。
为了允许安装构件706从齿轮传动系统703横向地延伸，孔口710能够切开或者以其他方式穿过主横臂146的侧壁416形成。安装构件706能够延伸穿过孔口710，使得销702被接收在突片708的第二节段712的孔口714内。
能够替代地使用将旋转运动转换成往复运动的其他类型的联动装置。此外，如果需要，传动装置也能够在其他实施例中使用，包括前面描述的那些实施例，以改变所述比并更改旋转运动至往复运动的转矩水平。
如上所述，能够使用范围从约2000rpm至约20000rpm的各种马达速度。如果附接构件296直接地固定到马达的轴，则往复式组件的往复频率将大体地匹配旋转速度。也就是说，如果马达速度为例如约3000rpm，则所述往复频率将为约3000个循环/分钟或约每秒50个循环(hz)。当然，如果使用传动装置，则所述往复频率由所述齿轮比确定，如在本领域中已知的。在各种实施例中，往复式组件196的往复频率的范围能够在约20hz至约200hz之间，其中约30hz至约50hz是常见的。也能够使用其他往复频率。
在替代的实施例中，使用涡轮代替马达144，以向附接构件296提供旋转运动。例如，于2010年2月12日提交的美国专利申请12/705,221公开了一种使用涡轮向能够与本发明一起使用的附接构件提供旋转运动的系统，该专利申请全文以引用方式并入本文。在其他实施例中，能够使用气动驱动的涡轮。
在一些实施例中，所产生的刷洗运动是非往复运动。图20示出使往复式组件振动而不是往复来帮助清洁挡风玻璃的刷洗器组件388的替代实施例。为了完成这一点，使用振动马达390来代替常规的旋转轴马达144。振动马达390刚性地固定到往复式组件196(当使用振动马达390时，该往复式组件也将在本文称为振动组件196)，而不是如在前述实施例中那样固定到刷洗器支撑结构140并间接地联接到往复式组件196。如在所示的实施例中，这能够通过直接将振动马达390刚性地附接到振动组件196或者附接到接收构件246而完成。鉴于此，当振动马达390激活以便振动时，振动组件196由于其与振动马达390的刚性附接而相应地振动。
振动马达390能够通过简单地添加偏移重量至其轴由常规马达制成。替代地，许多可商购获得的振动马达能够在本发明中使用。能够使用各种振动频率。在一些实施例中，使用在超声范围内的振动频率(即高于22khz)。此外，振动马达390能够沿振动组件196定位在任何位置。例如，在一个实施例中，振动马达390定位在第一端190处或附近，而在另一个实施例中，振动马达390定位在第二端192处或附近。如果需要，也能够使用一个或多个附加的振动马达。例如，如果需要，一对振动马达能够定位在振动组件的相对端处。其他配置也是可能的。
另外，一个或多个振动马达390能够与使用马达144的前面讨论的任何实施例结合使用。例如，一个或多个振动马达390能够定位在第一端190或第二端192处或附近，而马达144定位在往复/振动组件196的中心附近。通过这样做，刷洗构件198能够使用往复运动和振动运动两者，从而当刷洗构件198在挡风玻璃上方经过时清洁所述挡风玻璃。
还能够使用其他类型的往复实施例和非往复实施例。例如，图21示出旋转组件用于帮助清洁挡风玻璃的替代实施例。在所示的实施例中，板590附接到马达壳体，并且对应的板592附接到往复式组件196。板590和592通常彼此对准，并且通过使用围绕所述板的周边设置的柔性联接器594联接。柔性联接器594能够由橡胶或其他柔性材料组成。另外，加重块(未示出)附接到马达轴292，使得所述块的重心从轴292的旋转轴线294偏移。由于这一点，当马达144通电并且轴292旋转时，所述块的偏移重量使马达144以大体圆形方式轻微地摆动。这使马达板590由于其与马达144的附接而旋转，这进而使刷洗器组件板592响应地旋转。因此，当马达144通电时，往复式组件196旋转。
在一些实施例中，马达144和致动器550电连接到与挡风玻璃刷洗器100附接的汽车的电池。在这些实施例中，线材通过刮水器臂106从汽车上的电池或其他电终端捆扎到马达144和致动器550。应当注意，为了清楚起见，所有电布线已经从本文附图省略。在其他实施例中，能够使用除了汽车电池以外的电源。
例如，在图17a中所示的实施例中，挡风玻璃刮水器100还包括通过适当布线或电缆布线向马达144和/或致动器550提供功率的便携式电源394。便携式电源394能够包括安装到刷洗器支撑结构140或与所述刷洗器支撑结构140整体形成的电池组324。电池组324能够定位在刷洗器支撑结构140或刮水器支撑结构108上的任何位置。电池组324被配置为保持一个或多个电池。本发明的实施例能够由常规电池诸如aaa、aa、c、d或9伏特电池供电。因此，能够使用容纳那些类型的电池的任何类型的电池组324。此外，电池组324能够包括串联或并联连接的一个或多个电池，如本领域中已知的。也能够使用其他类型的电池，诸如手表类型电池或其他电池和对应的电池组。在所示的实施例中，电池组与刷洗器支撑结构140整体形成，但这不是必须的。
许多不同的工具可用于打开并和关闭致动器550和马达144，以便升高和降低刷洗器组件102，并且接合刷洗器元件142。例如，如本领域中已知的一个或多个手动拨动开关能够在电池组324和致动器550和/或马达144之间电连接，以致动所述致动器和马达。所述开关能够定位在仪表板或汽车内部上的其他位置上。在一个实施例中，当刷洗器组件102在降低位置中时，马达144自动地打开。在该实施例中，当接合所述马达是自动的时，仅需要单个开关来移动刷洗器元件。
车辆流体管路还能够被配置为当刷洗器组件致动时自动地分配刷洗器流体。例如，在一个实施例中，当刷洗器组件降低时，洗涤流体泵自动地打开，并且当刷洗器组件升高时，洗涤流体泵自动地关闭。在另一个实施例中，能够采用定时电路以使用较少流体。当刷洗器组件降低时，洗涤流体泵仍能够自动地打开，但是定时电路然后能够在预定时间之后关闭所述洗涤流体泵。在测试时，确定在仅仅几秒内运行洗涤流体泵提供了足够的洗涤流体清洁挡风玻璃，尤其是在洗涤流体管路与挡风玻璃和刷洗器构件相邻或者在刷洗器构件内的情况下。因此，如上面所讨论的，本发明能够允许使用更少的洗涤流体。
在一些实施例中，能够使用远程开关代替手动拨动开关。这允许致动器550和/或马达144被无线地致动。例如，图22示出使用远程运动致动开关并控制所述致动器和所述马达的系统。在所示的实施例中，如本领域中已知的无线接收器330附接到刷洗器支撑结构140或者以其他方式定位在所述车辆上并电连接到致动器550。对应的无线发射器332定位在汽车内，附接到所述汽车或者能够在其中自由地移动。为了节省能量，致动器550能够设置成使得没有电信号从其中流动穿过，除了当刷洗器元件正在升高位置和降低位置之间移动时。
当用户期望将刷洗器元件降低到挡风玻璃上时，能够按下或以其他方式拨动无线发射器332上的按钮，这使无线发射器332将“降低”命令信号无线地发送到无线接收器330。无线接收器330然后致动所述致动器550，从而使刷洗器组件以上面讨论的方式降低到挡风玻璃上。无线接收器330还自动地致动马达144，从而使刷洗器元件往复地移动，如上面所讨论的。
当用户按下或拨动相同的按钮或另一个按钮时，无线发射器332能够将“升高”命令信号无线地发送到无线接收器330。无线接收器330然后使致动器550以上面讨论的方式升高刷洗器组件使其离开所述挡风玻璃。无线接收器330还自动地使马达144脱开并且刷洗器元件停止往复运动。如果车辆流体管路被配置为自动地分配刮水器流体，则马达144的脱开还能够自动地使所述流体管路停止分配刮水器流体。
无线发射器332和接收器330能够使用匹配的红外、数字、模拟或其他类型的无线链路，如本领域中已知的。此外，如也在本领域中已知的，所述信号能够编码或者不编码。在一个实施例中，发射器332结合到表带(fob)或相似装置中，当车辆操作者不在车辆内时，所述车辆操作者能够随身携带上述表带或相似装置。这在冬天尝试清洁具有雪和冰的玻璃时能够是特别有用的，如下面所讨论的。
在替代的实施例中，致动器550和马达144能够自动地打开和关闭，以便升高并降低刷洗器组件102并且接合刷洗器元件142。例如，在一个实施例中，致动器550和马达144能够通过简单地激活已经定位在车辆内的洗涤流体激活器而被自动地控制为打开和关闭。
转向图23，在典型的汽车中，当例如通过旋转杆件或按下按钮，驾驶员接合洗涤流体激活器542以清洁挡风玻璃时，洗涤流体泵544通过从电源324(即汽车电池)接收功率而通电，从而使洗涤流体喷洒到挡风玻璃上。刮水器马达546还被自动地致动，以横跨挡风玻璃移动刮水器。当例如通过中止旋转杆件或按下按钮，驾驶员未接合洗涤流体激活器542时，洗涤流体泵544断电，从而中止将洗涤流体喷洒到挡风玻璃上。然而，刮水器在停止之前甚至在洗涤流体泵断电之后继续横跨所述挡风玻璃移动几个循环。刮水器的致动和延迟的解除致动通常由从洗涤流体泵544接收其功率的真实的关闭延迟定时器548控制。
当真实的关闭延迟定时器通电时，该定时器立即向与其附接的装置提供能量，从而致动所述装置。然而，当所述真实的关闭延迟定时器断电时，该定时器在停止之前在预定的时间段内继续向所述装置提供能量。因此，真实的关闭延迟定时器用于使与其附接的任何装置的关闭延迟。
如图23中所示，为了自动地打开和关闭致动器550和刷洗器马达144，致动器550和刷洗器马达144能够附接到已经安装在汽车中的真实的关闭延迟定时器548。致动器550和刷洗器马达144能够以许多方式附接到真实的关闭延迟定时器548。例如，能够使用直通插头(pass-throughplug)，直通插头插入真实的关闭延迟定时器548的输出端中，使得刮水器马达546进而能够插入其中。直通插头与真实的关闭延迟定时器548以及致动器550和刷洗器马达144电联接，以在它们之间提供电连接。所述直通插头还使电连接通过真实的关闭延迟定时器和刮水器马达之间。
作为另一个示例，来自致动器550和刷洗器马达144的线材能够拼接成将真实的关闭延迟定时器548与刮水器马达546联接的线材。在另一个示例中，能够使用将真实的关闭延迟定时器548电联接到刮水器马达546、致动器550和刷洗器马达144的线束。
致动器550和刷洗器马达144被设定为在通电时能够总是接通的。对于这些实施例，致动器550和刷洗器马达144接收功率，并且因此仅当通过喷洒洗涤流体致动刮水器时才“接通”。因此，当汽车驾驶员接合洗涤流体激活器542时，通过洗涤流体泵544使真实的关闭延迟定时器548通电不仅使刮水器马达546变为通电的，而且使致动器550和刷洗器马达144变为通电的，从而将刷洗器组件102降低至挡风玻璃并接合刷洗器元件142。当汽车驾驶员停止接合洗涤流体激活器542并且洗涤流体泵544随后停用时，真实的关闭延迟定时器548使致动器550和刷洗器马达144保持通电，其中刮水器在洗涤流体泵544停用之后仍运行几个循环。当刷洗器马达144断电时，简单地停止工作。当致动器550断电时，其能够被配置为从所述挡风玻璃升高刷洗器组件102。
真实的关闭延迟定时器548在洗涤流体泵停用之后保持通电的预定时间段大体是几秒，但是其他时间段也是可能的。如果期望不同的时间段，则能够使用分离的真实的关闭延迟定时器，使得刮水器马达546能够由分离的真实的关闭延迟定时器而不是致动器550和刷洗器马达144控制。
除了使所述系统自动地起动和停止，使用真实的关闭延迟定时器548致动所述致动器550和刷洗器马达144提供了另一个益处。在大多数情况下，为了更有效地刷洗挡风玻璃，刷洗器元件应该是潮湿的。通过将刷洗器组件的操作结合(tie)到洗涤流体泵，当刷洗器组件在使用中时挡风玻璃将总是被润湿，从而最大化刷洗效率。此外，对于流体管路延伸到刷洗元件中的实施例，刷洗元件到其降低到挡风玻璃上并开始被使用的时候将已经是湿润的。
根据本发明的挡风玻璃刮水器100能够用于替换目前车辆上的标准挡风玻璃刮水器。为了这样做，旧的挡风玻璃刮水器能够以标准方式从刮水器臂106移除。包含刮水器组件104和刷洗器组件102的新的挡风玻璃刮水器100然后能够使用如上所述的圆柱形横向构件410安装，以将挡风玻璃刮水器100附接到刮水器臂106。如果使用洗涤流体管路，则该洗涤流体管路能够附接到车辆的洗涤流体泵或洗涤流体管路。类似地，如果车载电源用于刮水器100，则电力电缆还能够附接到所述车辆。
一旦安装，挡风玻璃刮水器100能够类似于标准刮水器那样操作。车辆操作者使用刮水器控制装置来以正常方式横跨挡风玻璃来回移动刮水器。刷洗器组件在升高位置中时，所述刮水器正如标准刮水器那样工作，从而仅利用刮水片清洁所述挡风玻璃。
当操作者期望激活刷洗器构件的刷洗动作时，所述操作者通过使用手动或电子或无线开关来切换所述系统，如上面所讨论的。替代地，如上面所讨论的，挡风玻璃刮水器100能够被配置为与车辆的清洁循环结合自动地操作。也就是说，当洗涤流体泵被致动时，挡风玻璃刮水器100能够被配置为自动地操作。一旦所述系统接通，伺服机构就被致动，从而将刷洗器组件降低至挡风玻璃并由此利用对应刮板片升高刮水器组件使其离开所述挡风玻璃。如上所述，这能够自动地使刷洗器马达变为通电的，这在刷洗器组件横跨所述挡风玻璃循弧线行进时使刷洗构件往复地移动，从而提供往复的刷洗动作。
当用户期望刷洗动作停止时，所述用户通过使用相同的或不同的手动或电子或无线开关简单地断开所述系统。替代地，所述系统能够被配置为自动地断开，如上面所讨论的。断开所述系统使伺服机构将刷洗器组件移动至升高位置，从而将刮水器组件降低回到所述挡风玻璃上。马达也断电，从而使刷洗器构件停止往复运动。
本发明的实施例还能够用于从挡风玻璃去除冰和雪。例如，图24包括被成形为以便具有锯齿状边缘的刷洗构件600。如图25中具体所示，刷洗构件600的刷洗表面602具有多个脊604，所述多个脊604横跨刷洗构件600横向地延伸，以便基本上与刷洗构件600的纵向轴线606正交。因此，当刷洗构件600在由如上面讨论的箭头608所指示的方向上往复运动时，脊604在纵向轴线606的方向上在所述挡风玻璃上方移动。由于这一点，每个整体脊604能够接触所述挡风玻璃上的冰或雪，以提供最大量的压力或力来去除所述冰或雪。也能够使用其他类型的边缘形状。例如，脊604能够与纵向轴线606形成角度，而不是与纵向轴线606正交，以便形成z字形状。其他形状也是可能的。
刷洗构件600能够由上面相对于刷洗构件198讨论的相同类型的材料制成。替代地，为了更好地使冰分裂开，刷洗构件600能够由更刚性材料诸如聚碳酸酯或其他化合物组成。也能够使用其他材料。为了不损坏挡风玻璃，所述材料应该具有比玻璃更小的硬度值，但这不是必须的。在一个实施例中，刷洗构件600包括根据洛氏硬度指数比钢化玻璃更软的材料。
如上面所讨论的，通过简单地替换刷洗器元件，能够将刮水器100转换成刮冰器或者从所述刮冰器转换刮水器。也就是说，通过用刮冰器刷洗器元件600替换刷洗器元件198，刮水器100能够与冰一起使用。用刷洗器元件198替换刮冰器刷洗器元件600会将刮水器100转换回到能够用于从所述挡风玻璃去除虫子或其他非冰碎屑的单元。
当在冬天使用挡风玻璃刮水器时会发生的一个问题是温度能够变得足够冷使得全部或部分刮水器能够冻结。这由于不同的挡风玻璃轮廓而使刮水器能够错过挡风玻璃的部分，或者当使用刮水器时使条痕出现在挡风玻璃中。此外，雪或冰除了积聚在挡风玻璃上，还能够积聚在刮水片上，这也能够使条痕出现在与具有积冰和积雪的刮水片的部分对应的挡风玻璃中。在许多情况下，刮水片能够由于积冰而被粘到挡风玻璃，尤其是在车辆已经闲置一段时间诸如整夜之后。
在许多情况下，简单地打开马达144能够缓解许多这些问题，即使刷洗器组件102未降低到所述挡风玻璃上。这是因为当通电时，马达144的往复运动能够使刮水器100振动，从而有助于去除刮水器上的大部分积雪，并且可能有助于使刮水片解冻。
此外，本发明的实施例能够包括覆盖物。图26和图27示出包括设置在刮水器组件104、刷洗器组件102和接合组件107上方的覆盖物622的刮水器620的实施例。实质上，刮水器620包括被接收在覆盖物622内的刮水器100。如图27中具体所示，覆盖物622包括外表面624和相对的内表面626，内表面626界定在开口632处具有口部630的腔体628，所述开口632延伸穿过口部630。腔体628接收刮水器100，使得口部630定位在刮水器100的底部部分处。因此，刮水片110和刷洗构件600能够在所述口部630处向下延伸穿过开口632。因此，刮水片110和刷洗构件600能够通过覆盖物622的口部630接触挡风玻璃。
如上所述，覆盖物622被配置为接收刮水器100。因此，覆盖物622能够是柔性的和弹性的，以当刮水器100定位在其中时能够采取刮水器100的形状。替代地，覆盖物622能够基本上是刚性的和模制的，以便匹配刮水器100的大体形状。在一些实施例中，刮水器100和覆盖物622模制在一起。无论如何，覆盖物622允许刷洗器组件102在图27中所示的升高位置和降低位置之间移动。覆盖物622也允许刷洗构件600往复地移动，如上面所讨论的。这能够通过允许覆盖物622具有足够的柔性或者通过使覆盖物622的内表面626形成轮廓使得能够发生上述移动来完成，尤其是如果覆盖物622基本上是刚性的。
覆盖物622能够由橡胶、聚合物或防水的其他材料组成，并且将保持刮水器100的上部部分免受雪和冰。覆盖物622的口部630能够定位在挡风玻璃上方的任何距离处，所述距离将允许刮水片110和刷洗构件600当定位在该处时分别接触所述挡风玻璃。在一些实施例中，口部630能够在使用期间定位在所述挡风玻璃上方约3mm至约30mm之间，其中约5mm至约10mm是常见的。在所述挡风玻璃上面的其他距离也是可能的。
为了在寒冷天气方面进一步给予帮助，加热器能够包括在刮水器组件中，以解冻刮水器部件并解冻或融化挡风玻璃上的冰和雪。例如，如图27中所示，加热器640诸如加热元件等能够设置在覆盖物622内，以加热刮水器组件。加热器640能够附接到或模制到覆盖物622中或者附接到刮水器100。加热器640仅需要提供小量的热来解冻或融化。在一些实施例中，加热器640消耗小于约100瓦特。在其他实施例中，加热器640消耗在50瓦特和200瓦特之间。其他功率消耗值对于加热器640也是可能的。加热器640能够被配置为一直通电，或者仅当需要时通电，如下面所讨论的。
为了允许由加热器640产生的热的循环，还能够包括小风扇642。风扇642能够定位在覆盖物622内的任何位置，但是更可能定位在加热器640附近，如在所示的实施例中。当风扇642通电时，来自加热器640的热循环穿过腔体628，以向刮水器的较大部分提供热。类似于加热器640，风扇642不需要太多的功率。例如，风扇642也能够消耗少至几瓦的功率。在一些实施例中，风扇642消耗小于约100瓦特。其他功率消耗值对于风扇642也是可能的。在一些实施例中，所组合的加热器640和风扇642消耗小于100瓦特。
在此封闭系统中，风扇642能够使加热的空气在腔体628内循环并保持在所述腔体628内，以向刮水器100和挡风玻璃提供热并将加热的空气保持在其中。为了有助于此，风扇642和加热器640能够定位在刮水器100的中点处或附近。所循环的热有助于解冻刮水器组件的任何冻结表面，并且解冻和/或融化刮水片110或刷洗构件600上的由于非常寒冷的天气造成的任何冰或雪。
为了增加所述热的循环，开口能够包括在覆盖物中。例如，所示的实施例包括在在覆盖物622的顶部部分上形成的小孔口644，小孔口644在外表面624和内表面626之间一直延伸穿过覆盖物622。在一些实施例中，风扇642和加热器640能够在孔口644位置处或附近定位在覆盖物622内。在这些实施例中，当风扇642和加热器640通电时，风扇642能够通过孔口644将外部空气吸入覆盖物622中。所述空气能够由加热器640加热，并且移动穿过覆盖物622的腔体628，直到加热的空气通过口部630离开。在将外部空气吸入腔体628中使正压力更好移动加热的空气时，具有封闭系统允许所述系统更快速地加热。
如上所述，在许多情况下，当车辆已经闲置一段时间时，刮水片会由于积冰而粘到挡风玻璃上。这会是非常麻烦的。首先，当刮水器粘到挡风玻璃上时，所述刮水器不移动并因此不清洁所述挡风玻璃。更糟糕的是，在一些情况下，当用户尝试使用刮水器时，刮水器臂将移动，但是刮水片将从所述刮水器臂撕开并脱落，从而使所述刮水器变得无用，直到能够获得新的刮水片。
由于这些问题，车辆操作者将经常起动车辆，打开加热器以加热挡风玻璃，并且然后使所述车辆空转一段时间(经常是15分钟至20分钟或更长)。这解冻了挡风玻璃并融化了冰，以允许所述刮水器工作。然而，当所述车辆实质上保持静止时，这也浪费了燃料并允许二氧化碳和其他有害气体涌入空气中。使用本发明的实施例能够允许刮水器快速地变得可用，而不引起上面讨论的问题。
相比之下，在这种情况下，使用本发明的加热器640是使所述系统摆脱挡风玻璃的相对快速的方式。加热器640能够快速地解冻刮水器并融化刮水片周围的冰，使得挡风玻璃刮水器能够再次使用。对于尤其寒冷或厚的冰，也能够激活马达144；振动和热的组合应该去除刮水器上的大部分积冰或积雪。
参考图28，现在给出一种使用控制电路去除冰或雪的方法。如果需要，所述控制电路能够包括计算机化的部件。例如，如本领域中已知的，控制电路能够包括控制器、固件、存储器和其他电子部件。替代地，控制电路能够是如本领域中已知的状态机，或者是计算机化的部件和状态机部件的组合。还能够使用其他控制电路部件。
一般而言，在挡风玻璃刮水器的正常使用期间，刷洗器组件将通常处于升高状态，并且刮水器组件处于降低状态，使得刮水片在接触挡风玻璃。在步骤650中，控制电路接收激活所述系统的命令。所述命令能够由操作者远程地发送，如上面所讨论的。因此，操作者能够从例如房屋、办公室或其他建筑物的温暖的内部将命令发送到冷的车辆。如本领域中已知的用于锁定和解锁车辆的表带能够用作远程装置。所述命令还能够由定时装置或任何其他方式触发。
在步骤652中，在接收到激活命令时，控制电路使致动器通电，以尝试相对于刷洗器组件升高刮水器组件，使得所述刷洗器组件将接触挡风玻璃。看待它的另一种方式是控制电路尝试相对于刮水器组件降低刷洗器组件。
在使致动器通电时，控制电路监控由所述致动器汲取的电流的量，以确定所述电流是否上升并保持高于预定水平，如步骤654中所示。如果致动器不能降低刷洗器组件或者升高刮水器组件，则电流将由于致动器的用力过度而出现尖峰。这将在刮水片粘到挡风玻璃上的情况下发生；也就是说，因为刮水片粘到挡风玻璃上，所以刮水器组件不能通过致动器升高，并且刷洗器组件不能通过致动器降低。这在用于提升系统的传动装置冻结的情况下也可发生。如果电流保持在升高的水平处，则致动器将可能最终烧坏，并且/或者刮水片将最终损坏或撕裂。其他损坏也是可能的。
因此，如在步骤656中所示，如果电流保持高于预定水平，则控制电路关闭到致动器的功率，使得致动器不会烧坏，并且使得刮水片不会发生损坏。控制电路也能够打开加热器和风扇，使得加热的空气将通过腔体并横跨刮水片循环，以解冻在刮水片上和与刮水片相邻的冰。如果需要，控制电路也能够使刷洗器马达通电，即使刷洗器组件未降低。这将振动刮水器。
在预定的时间段诸如三十秒或一分钟之后，控制电路返回到步骤652并再次使致动器通电。还能够使用其他预定的时间段。在步骤652和656之间的循环过程能够继续，直到当致动器已经通电时，控制电路在步骤654中确定电流水平保持低于预定量，从而指示致动器在将刮水器组件升高到挡风玻璃并将刷洗器组件降低到挡风玻璃方面是成功的。
在刷洗器组件在降低位置中的情况下(即当已经确定功率尚未出现尖峰时)，控制电路继续从挡风玻璃去除冰和雪，如在步骤658中所示。控制电路致动马达，以开始使破冰的刷洗器元件进行往复运动，并致动刮水器臂马达，以使刮水器横跨挡风玻璃以其正常的弧形移动。如果需要，加热元件和风扇能够关闭，但在一些实施例中，在腔体内可仍然期望热，并且这些装置能够保持打开。
在一些实施例中，无论刮水器何时致动，加热元件和/或风扇自动地打开，并且能够在使用刮水器的整个时间内保持打开。在其他实施例中，加热元件和/或风扇能够被配置为仅当刷洗器组件在降低位置中时打开。在其他实施例中，加热元件和/或风扇能够被配置为仅当刷洗器组件在升高位置中时打开。还能够使用用于加热元件和风扇用途的其他配置。
上述方法产生许多益处。例如，如上所述，在操作者仍然在温暖环境内时，刮水器能够被远程地激活。此外，冰和雪能够快速且有效地从挡风玻璃去除。最后，车辆不浪费气体并且用有害排放气体进一步伤害环境，因为车辆不需要在冰去除过程期间启动。另一个益处是操作者能够容易地辨别车辆何时准备就绪，因为挡风玻璃变得没有冰和雪并且刮水器开始横跨挡风玻璃移动。
有时在使用期间，即使在已经通过刷洗元件清除了挡风玻璃上的冰和雪之后，冰和/或泥浆也可积聚在刮水器上。这经常发生，例如当在车辆的使用期间正在下雪时，即使挡风玻璃是温暖的。在一个实施例中，当刷洗元件正在或不在接触窗户以帮助从刮水器去除冰和/或泥浆时，能够致动马达，如上所述。来自马达的振动能够帮助松动冰和泥浆，所以即使当刷洗元件不在接触挡风玻璃时它们将更容易地从刮水器掉落。在包括覆盖物的实施例中，振动波能够在对应的刮水器中放大，并且/或者能够激活加热器。
在上面讨论的所有实施例中，安装支架已经用于将刮水片和刷洗器元件直接地附接到次要横臂。然而，常规的支撑件往往不能沿整个刮水器提供贴靠挡风玻璃的均匀力。尤其是当刮水器正在轮廓随刮水器移动而变化的挡风玻璃上方移动时。为了解决此问题，能够在本发明的实施例中使用适配器，以帮助刮水片和/或刷洗器元件更好地接触挡风玻璃。
例如，图29a示出刷洗器支撑结构670的实施例，其中适配器672定位在安装支架168和次要横臂162之间。也就是说，每个安装支架168附接到适配器672或者与适配器672一起形成，适配器672附接到次要横臂162的端部164、166中的一个或者与其一起形成。
适配器672能够由各种材料组成并且能够采取各种形式。例如，图29b示出具有适配器672的实施例，每个适配器由小螺旋弹簧674组成。每个弹簧674能够提供用以将刷洗器元件推动到挡风玻璃上的小的力，但在其中仍具有一些让步以允许相邻弹簧之间的挡风玻璃轮廓差异。在一个实施例中，能够选择弹簧674，使得与每个弹簧相关联的力的量能够彼此不同。在一个实施例中，弹簧674中的一个或多个是可单独地调节的，使得用于每个弹簧的力的量能够改变。此实施例能够用于许多不同的车辆；每个弹簧674能够经调整以匹配用于特定车辆的挡风玻璃的独特轮廓。能够替代地使用扁平的或其他类型的弹簧。弹簧能够具有所期望的任何尺寸和类型。
图29c示出具有适配器672的实施例，每个适配器672由柔性垫676组成。类似于弹簧674，每个垫676能够向刷洗器元件提供小的力，但也允许一些让步。另外，垫676也能够允许刷洗器元件的一些横向移动。这在使用旋转组件诸如图21中所示的旋转组件196时能够是有用的。柔性垫676能够由橡胶、橡胶化合物或任何其他可压缩材料制成。柔性垫676能够具有所期望的任何厚度。在不同的位置处能够使用不同厚度的垫来定制与特定的挡风玻璃匹配的力。
图29d示出具有适配器672的实施例，每个适配器672由弹簧674和柔性垫676的组合组成。此组合能够给出每个部件的益处的组合。其他类型的适配器也是可能的。虽然上述讨论与将适配器672与刷洗器支撑结构670一起使用相关，但是应当理解，适配器672也能够与刮水器支撑结构一起使用。也就是说，适配器672还能够用于向刮水片110提供所期望的力。此外，刮水器支撑结构108或刷洗器支撑结构140的任何其他部分也能够使用适配器。例如，弹簧钢等能够用于刮水器支撑结构108或刷洗器支撑结构140上的所述臂中的任何一个。
在一些实施例中，适配器能够向刷洗器支撑元件和/或刮水器元件提供足够的支撑和力，以能够省略一个或多个横臂。例如，图30示出刷洗器支撑结构680的实施例，其中主要横臂和次要横臂已经省略。相反，刷洗器支撑结构680包括主横臂682和与其附接的单个主要横臂684。主横臂682能够类似于主横臂146，但这不是必须的。主要横臂684具有从第一端690至第二端692跨越刷洗器支撑结构680的长度的顶表面686和相对的底表面688。主要横臂684的底表面688被配置为面向挡风玻璃。底表面688在第一端690和第二端692之间是能够为基本上平坦的，或者具有凹形形状，如在所描绘的实施例中。能够替代地使用其他形状。
多个适配器672(诸如上面讨论的适配器)附接到主要横臂684的底表面688。适配器672沿主要横臂684基本上均匀地间隔开，但这不是必须的。虽然未示出，但刷洗器元件能够直接地安装到适配器672，或者安装到附接到适配器的安装支架，如上面所讨论的。在使用期间，主要横臂684的曲率和适配器672的力的组合使刷洗器元件横跨刷洗器元件的整个宽度接触挡风玻璃。在一个实施例中，适配器672具有不同的力值，如上面所讨论的。在一个实施例中，一个或多个适配器672的力值是可调整的。
在一个实施例中，刷洗器元件附接到主要横臂684，而无需使用任何适配器。例如，图31示出胶粘到或以其他方式直接附接到主要横臂684的底表面688的刷洗器元件694的实施例。在此实施例中，主要横臂684由在第一端690和第二端692之间为凹形的薄的柔性、弹性弹簧钢片组成。其他材料也能够用于主要横臂。
转向图32a，当刷洗器支撑结构680在升高位置中时，主要横臂684在挡风玻璃上方并且在图31中所示的凹形位置中。当致动伺服机构并且将刷洗器支撑结构680移动到如上所讨论的降低位置时，主要横臂684接触挡风玻璃，并且由于由主要横臂684的端部690和692贴靠挡风玻璃施加的力而变平，如图32b中所示。由于主要横臂684的初始凹形形状，由主要横臂684在其端部690和692处施加的力大于在其中心部分处施加的力。因此，刷洗器元件694在其端部690和692处能够具有较大清洁力，以例如补偿在刷洗器元件的端部中缺乏直接支撑。当刷洗器支撑结构680移动回到升高位置时，由于主要横臂684的弹性，主要横臂684能够返回到图32a中所示的凹形形状。
在上面讨论的实施例中，刷洗器元件与刮水片分离，使得刷洗器元件能够独立于刮水片进行往复运动或振动。在其他实施例中，刷洗器元件能够附接到或结合到刮水片中，并且刮水片往复运动和/或振动，以利用刷洗器元件。在一些实施例中，刷洗器元件替换刮水片。
例如，图33至图47中所描绘的是包含本发明的特征的挡风玻璃刮水器1100的实施例。挡风玻璃刮水器1100包括支撑结构1102，支撑结构1102具有可滑动地与其附接的刷洗刮水器组件1104以及用于使刷洗刮水器组件沿中心纵向轴线1107进行往复运动的工具1106。挡风玻璃刮水器1100被配置为附接到车辆的标准刮水器臂1108。
图48是示出根据一个实施例的挡风玻璃1270上的挡风玻璃刮水器1100的框图。与大多数常规的挡风玻璃刮水器一样，挡风玻璃刮水器1100通常在弧1272内横跨挡风玻璃横向地移动。框图示出在中心位置处以及在沿弧1272的两个其他位置处的挡风玻璃刮水器1100。为了区分在三个不同位置处的元件，在所示的最左位置处的每个元件用一个重音符号描绘，并且在所示的最右位置处的每个元件用两个重音符号描绘。
如图表示，不管挡风玻璃刮水器1100在其路径1272上的位置如何，由箭头1274所指示的挡风玻璃刮水器1100的横向移动与中心纵向轴线1107大体正交。
如在图36和图37的分解视图中所示，支撑结构1102包括在第一端1112和第二端1114之间纵向地延伸的缆车道(tram)1110。缆车道1110包括其中接收并附接联接器1118的槽道1116。联接器1118被设计成附接到车辆的标准刮水器臂1108的端部。联接器1118能够是任何类型的联接器，包括在本领域中已知的并常规地用于连接到刮水器臂的联接器。
缆车道1110还包括界定隔室1122的壳体1120，用于使刷洗刮水器组件往复运动的工具1106的各部分能够定位在所述隔室1122中，如下所讨论的。一旦用于使刷洗刮水器组件往复运动的工具1106的期望部分定位在隔室1122内，隔室盖1124就能够在隔室1122的口部处附接到壳体1120。如图35中所示，当隔室盖1124被附接时，开口1126保持到隔室1122中。
支撑结构1102还包括附接到缆车道1110的每个端部1112和1114的一对导轨组件1128(1128a、1128b)。每个导轨组件1128包括柔性地附接到缆车道1110的主要横臂1130，以及分别柔性地附接到主要横臂1130的相对端部的一对次要横臂1132(1132a、1132b)。安装支架1134定位在每个次要横臂1132的端部处。在所示的实施例中，示出了八个安装支架，但也能够使用其他数目的安装支架。还能够使用在本领域中已知的其他导轨组件配置。
如图46中所示，每个安装支架1134基本上是“c”形的，其中“c”的开口面向下并背向横臂。因此，每个安装支架1134包括环绕侧壁1136，环绕侧壁1136界定横向地延伸穿过安装支架1134的通道1138。
缆车道1110和导轨组件1128被配置为使得所有的安装支架1134在中心纵向轴线1107的方向上纵向地对准。因此，刷洗刮水器组件能够被接收在支架1134内，以便可沿中心纵向轴线1107滑动。
刷洗刮水器组件1104包括在第一端1142和第二端1144之间纵向延伸的滑块元件1140。如图46中所示，滑块元件1140具有顶部部分1146，顶部部分1146经设定尺寸以被可滑动地接收在所有的安装支架1134的通道1138内。为了便于插入，顶部部分1146具有比通道1138稍小的横截面形状。
滑块元件1140还包括底部部分1148，其中连接部分1150在顶部部分1146和底部部分1148之间延伸。连接部分1150在宽度上比顶部部分1146和底部部分1148更窄，以便在刷洗刮水器组件1104的任一侧上形成一对槽道1152和1154。槽道1152和1154形成为使得滑块元件1140能够被滑动地接收在安装支架1134的通道1138内。在所示的实施例中，滑块元件1140具有大体“i”形横截面；然而，能够使用允许滑块元件1140滑动地安装在支架1134内的任何形状。能够在顶部部分1146或支撑结构1102的一端或两端处使用止动件，以将滑块元件保持在安装支架1134内。
一个或多个刷洗器元件和/或刮水片能够从滑块元件1140的底部部分1140延伸。例如，在所示的实施例中，单个刷洗器元件1160联接到滑块元件1140的底部部分1140。刷洗器元件1160以这样的方式联接到滑块元件1140，即刷洗器元件1160将与滑块元件1140一起往复地移动，从而当挡风玻璃刮水器1100在挡风玻璃上方移动时刷洗玻璃。此类联接能够经由附接机构、粘合剂、压配合连接件或在本领域中已知的任何其他联接方式完成。如果可移除的附接是期望的，则能够使用用于将刷洗器元件1160可移除地附接到滑块元件1140的工具。例如，能够使用如在本领域中已知的钩和环紧固件，诸如例如velcro类型的紧固件。替代地，刷洗器元件1160能够与滑块元件1140整体地形成。
刷洗器元件1160能够包括能够刷洗挡风玻璃而不划伤玻璃的任何材料。通过示例的方式而不是限制的方式，刷洗器元件1160能够包括：根据洛氏硬度指数比钢化玻璃更软的材料、泡沫垫、麂皮、布、鬃毛、高密度泡沫、硅橡胶化合物和聚碳酸酯塑料。也能够使用其他材料。另外，如果需要，孔状网能够用于覆盖刷洗器元件1160的刷洗表面。此外，刷洗器元件1160能够由部分地吸收洗涤流体使得刷洗器元件1160在挡风玻璃上方经过时能够使所述挡风玻璃湿润的材料组成。
如下面所讨论的，也能够使用包括刷洗器元件和刮水片两者的刷洗刮水器组件。
用于使刷洗刮水器组件沿中心纵向轴线往复运动的工具能够包括能够完成此类往复运动的任何类型的装置。在所示的实施例中，用于进行往复运动的工具包括马达1170，马达1170安装到支撑结构1102，并与刷洗刮水器组件1104接合，以便沿中心纵向轴线1107往复地移动刷洗刮水器组件1104。在一个实施例中，马达1170类似于上面讨论的马达144。
马达1170能够包括如本领域中已知的安装到刷洗器支撑结构1140的标准直流类型的电动马达。根据需要，能够使用各种rpm和齿轮比。在所示的实施例中，马达1170能够定位在缆车道1110的隔室1122内。马达1170能够通过安装本领域中已知的螺钉、紧固件或其他永久或可移除的安装工具来安装到支撑结构1102。替代地，隔室1122能够被成形为以便支撑马达1170，而不需要附加的安装工具。马达1170具有从其延伸的轴1172，轴1172在马达1170通电时围绕旋转轴线1174旋转。马达1170被配置为通过汽车电池或便携式电源诸如电池组通电。
为了将轴1172的旋转动作转换成用于沿中心纵向轴线1107往复地移动刷洗刮水器组件1104的线性运动，能够使用联动装置。例如，在所示的实施例中，联动装置包括凸轮1176和转换器1178，该联动装置在功能上类似于上面相对于图15a至图15d讨论的联动装置。凸轮1176固定到轴1172或者与轴1172整体地形成，以便与所述轴1172一起旋转。凸轮1176包括销1180，当凸轮1176旋转时，销1180被定位成以便从旋转轴线1174偏移。由于销1180从旋转轴线1174的偏移，当轴1172旋转时，销1180围绕旋转轴线1174呈圆形行进，如图49a至图49d中所示。
转换器1178包括被配置为与刷洗刮水器组件1104联接的基座1182。因此，基座1182能够包含允许此类联接的任何形状和尺寸。在所示的实施例中，基座1182被成形为与滑块元件1140的顶部部分1146联接。基座1182能够永久地或可移除地固定到刷洗刮水器组件1104。所述固定能够经由粘合剂、紧固件、压配合连接件或在本领域中已知的任何其他类型的附接机构来完成。在一个实施例中，转换器1178与滑块元件1140一起形成，以便与其整体地形成。替代地，基座1182能够使用钩和环紧固件或本领域中已知的任何其他类型的可移除附接件可移除地附接到滑块元件1140。
在一个实施例中，基座1182能够柔性地附接到滑块元件1140。例如，基座1182能够包括挠曲的材料，或者能够包括铰链。如下面更详细讨论的，当使用倾斜的刷洗刮水器组件时，柔性附接能够是有益的。
突片1184从基座1182向上延伸。如图37中所示，突片1184从基座1182横向地偏移，并且连接部分1186在基座1182和突片1184之间延伸。突片1184包括在与中心纵向轴线1107正交的方向上延伸的细长孔口1188。孔口1188的长度(限定为在与中心纵向轴线1107正交的方向上在孔口1188的端部之间的距离)基本上大于孔口1188的宽度。
转换器1178定位在刷洗刮水器组件1104上，使得当刷洗刮水器组件1104定位在安装支架1134内时，凸轮1176的销1180被接收在孔口1188内。凸轮1176和转换器1178组合以将轴1172的旋转动作转换成往复运动，该往复运动使刷洗刮水器组件1104沿其中心纵向轴线1107往复地移动，如下面参照图49a至图49d所描述的。
如上所述并且类似于上面相对于图15a至图15d讨论的动作，当轴1172旋转时，销1180呈圆形移动。如图49a至图49d中所示，这使销1180在孔口1188的端部之间来回移动，而突片1184沿纵向轴线1107横向地来回移动。更具体地，当销1180从图49a中所示的最左边位置呈圆形(如由箭头1190所指示)移动时，由于销1180在孔口1188内的定位，转换器1178在一个方向(由箭头1192所指示)上移动。这种情况继续，直到销1180到达图49c中所示的在其路径中的最右边位置。当销1180呈圆形继续时，由于销1180在孔口1188内的定位，转换器1178然后在相对的线性方向(由箭头1194所指示)上再次线性地移动。这种情况继续，直到销1180到达图49a中所示的在其路径中的最左边位置，之后所述循环重复。因为转换器1178附接到刷洗刮水器组件1104，所以刷洗刮水器组件1104也与转换器1178一起线性地移动。
尽管轴1172在上文描述在逆时针方向上旋转，但是应当理解，轴1172能够替代地在顺时针方向上旋转，这也将导致刷洗刮水器组件1104沿中心纵向轴线1107往复地移动。
图50和图51示出包含本发明的特征的挡风玻璃刮水器1200的另一个实施例。挡风玻璃刮水器1200类似于挡风玻璃刮水器1100，并包括支撑结构1102，以及用于使刷洗刮水器组件沿中心纵向轴线1107往复运动的工具1106，支撑结构1102具有可滑动地与其附接的刷洗刮水器组件1204。如图51中所示，类似于刷洗刮水器组件1104，刷洗刮水器组件1204包括滑块元件1210，滑块元件1210被配置为被接收在安装支架1134的通道1138内。
因此，滑块元件1210也包括顶部部分1146和连接部分1150，如图52中所示。滑块元件1210还包括从连接部分1150延伸到底表面1214的底部部分1212。不同于底部部分1148，底部部分1212被设计成允许多个刷洗器元件/刮水片从其延伸。为了便于此，底部部分1212包括沿底部部分1212纵向地延伸的多个孔口1216和1218(1218a、1218b)。孔口1216、1218a和1218b从底表面1214向上延伸到底部部分1212中。
如图52中所示，孔口1216由从口部1224向上延伸到端表面1226的相对侧表面1220、1222界定。在到达端表面1226之前，每个侧表面1220远离彼此向外延伸，以在再次向上延伸到端表面1226之前形成向上面向的台肩(ledge)1228、1230。因此，孔口1216在从口部1124朝向端表面1226向上延伸时包括两个部分1232和1234。部分1234比部分1232更宽。孔口1214被配置为接收标准刮水片，如下面所讨论的。
孔口1218还由从口部1240向上延伸到端表面1242的相对侧表面1236和1238界定。孔口1218被配置为接收刷洗器元件。在所示的实施例中，底部部分1212被配置为使得孔口1216横向地定位在孔口1218a和1218b之间，由此使得刮水片将同样地定位在刷洗器元件之间。如图53中所示，孔口1216和1218在滑块元件1210的两个端部之间纵向地延伸。
孔口1216和1218允许刮水片和刷洗器元件同时联接到滑块元件1140。例如，如图54中所示，标准刮水片1250和一对刷洗器元件1252(1252a、1252b)能够联接到滑块元件1140。
刮水片1250从接触表面1254向上延伸到顶端1256。接触表面1254被设计成接触挡风玻璃1270。安装部分1258定位在顶端1256处，顶端1256被成形为接收在标准的安装支架内。孔口1216的横截面被成形为类似于安装支架，使得安装部分1258能够容易地插入孔口1216中。为了将安装部分1258保持在孔口1216内，止动件(未示出)能够定位在孔口1216的一端或两端处，所述止动件类似于在标准的挡风玻璃刮水器中用于将刮水片保持在其中的止动件。
刷洗器元件1252各自从接触表面1260向上延伸到顶端1262。顶端1262能够通过粘合剂、紧固件、压配合连接件或本领域中已知的其他固定方法固定在孔口1218内。如在所示的实施例中所示，当刮水片1250和刷洗器元件1252固定在孔口1216和1218内时，刮水片1250横向地定位在刷洗器元件1252a和1252b之间。刷洗器元件1252能够包括上面讨论的任何材料。
刷洗器元件1252的长度被选择为使得刷洗器元件1252能够在使用期间在特定时间选择性地接触挡风玻璃，如下面更详细讨论的。当挡风玻璃刮水器1200静止时，如在图54中，仅刮水片1250接触挡风玻璃1270。因此，当刮水片1250和刷洗器元件1252固定在孔口1216和1218内时，刮水片1250比刷洗器元件1252a和1252b从滑块元件1240向下延伸得更远。因此，当刮水片1250的接触表面1254接触挡风玻璃1270时，刷洗器元件1252的接触表面不接触挡风玻璃1270。
然而，在使用期间，刷洗器元件1252a和1252b轮流接触挡风玻璃，这取决于挡风玻璃刮水器横跨挡风玻璃的横向运动1274的方向，如图55和图56中所示。这部分地是由滑块元件1210在安装支架1134内的移动引起的。
如上面相对于图48所讨论的，当挡风玻璃刮水器在使用中时，刮水器在与中心纵向轴线1107大体正交的横向方向1274上横跨挡风玻璃来回移动。当挡风玻璃刮水器横向地移动时，由于刮水片与挡风玻璃的接触，产生小的摩擦力。此力与行进的方向相反。本发明的实施例利用此摩擦力。
例如，如图55中所示，当挡风玻璃刮水器1200正在横向方向1274上行进时，由小箭头1280所指示的摩擦力推压刮水片1250。这使滑块元件1210远离在安装支架1134内的行进方向横向偏斜或倾斜。通过通道1138和滑块元件1210的顶部部分1146之间的微小尺寸差异来促进所述倾斜。倾斜角度能够在约5度至约30度之间变化，其中约15度至约20度是常见的。其他值也是可能的。
由于滑块元件1210远离行进方向1274的倾斜，最接近行进方向的滑块元件1210的侧面1282(“前”侧)朝向挡风玻璃1270向下倾斜，而滑块元件1210的相对侧面1284(“后”侧)远离挡风玻璃1270向上移动。因为前侧1282现在更接近挡风玻璃1270，所以定位在前侧1282处的刷洗器元件1252b现在与刮水片1250同时接触挡风玻璃1270。因为后侧1284现在进一步远离挡风玻璃1270，所以刷洗器元件1252a保持高于挡风玻璃1270，以便不接触挡风玻璃1270。因此，当刷洗刮水器组件1204往复运动时，刷洗器元件1252b现在能够刷洗挡风玻璃1270。在横向行进方向1274上，刮水片1250横跨挡风玻璃1270跟随刷洗器元件1252b。由于这一点，刮水片1250能够立即刮除通过刷洗器元件1252b刷洗变松的任何东西。这对于湿的刷洗器元件能够是特别有效的，因为刮水片1250能够立即去除由刷洗器元件使用的任何流体，使得挡风玻璃1270上不会残留可潜在地削弱驾驶员视线的流体。
如图56中所示，当挡风玻璃刮水器在相反的横向方向1274’上移动时，正好在相反的方向上发生类似的倾斜。也就是说，当挡风玻璃刮水器1200正在横向方向1274’上行进时，摩擦力1280’推压刮水片1250，从而使滑块元件1210远离在安装支架1134内的行进方向横向地偏斜或倾斜。因此，滑块元件1210的侧面1284变成朝向挡风玻璃1270向下倾斜的“前”侧，并且侧面1282变成远离挡风玻璃1270向上移动的“后”侧。因此，另一个刷洗器元件1252a现在与刮水片1250同时接触挡风玻璃1270，而刷洗器元件1252b不接触挡风玻璃1270。由于这一点，当刷洗刮水器组件1204往复运动时，刷洗器元件1252a现在能够刷洗挡风玻璃。因为横向行进方向1274’现在与图55中所示的方向相反，所以刮水片1250现在横跨挡风玻璃1270跟随刷洗器元件1252a。因此，刮水片1250现在能够立即刮除通过刷洗器元件1252a刷洗变松的任何东西。
因此，不管挡风玻璃刮水器的横向行进方向如何，刮水片自动地跟随正接触并刷洗挡风玻璃的特定刷洗器元件。这是有益的，因为由刷洗器元件使用的任何流体以及由刷洗器元件刷洗变松的任何东西通过刮水片的刮刷动作被立即去除。
因为转换器1178固定到滑块元件1210，所以能够使有害的横向力和旋转力发生在凸轮1176和马达1170上。因此，这些部件中的任何部件可能过早地失效。为了减轻这一点，能够使用具有柔性或铰接基座的转换器。例如，图57示出包含在基座和突片之间的铰接连接件的转换器1290的实施例。
类似于转换器1178，转换器1290具有被配置为与刷洗刮水器组件联接的基座1292以及被配置为与凸轮1176的销1180联接的突片1294，其中连接部分1296在基座和突片之间延伸。然而，连接部分1296和基座1292铰接地连接，而不是刚性地连接到彼此。为了实现这一点，连接部分1296包括被接收在基座1292中的一对c形槽道1300(1300a、1300b)中的一对圆柱形凸缘1298(1298a、1298b)。槽道1300a和1300b被对准，使得当凸缘1298定位在槽道内时，刚性地固定到滑块元件1210的基座1292在滑块元件1210在安装支架1134内倾斜时能够围绕凸缘1298旋转，如在图58a和图58b中所示。
图59至图61示出包含本发明的特征的刷洗刮水器组件1304的另一个实施例。如图59中所示，类似于刷洗刮水器组件1104和1204，刷洗刮水器组件1304包括被配置为被接收在安装支架1134的通道1138内的滑块元件1306(参见图60)。
因此，滑块元件1306还包括顶部部分1146和连接部分1150。滑块元件1306还包括从连接部分1150延伸到底表面1310的底部部分1308。底部部分1308类似于底部部分1212，不同的是底部部分1308被设计成允许单个刮水片从其延伸而不是刷洗器元件。因此，底部部分1308包括与底部部分1212类似的孔口1216，但是不包括其他孔口。孔口1216从底表面1310向上延伸到底部部分1308中。滑块元件1306能够由本文讨论的任何材料组成。在一个实施例中，滑块元件1306由聚甲醛或缩醛类均聚物材料，诸如例如由总部位于特拉华州威尔明顿市的杜邦公司(dupont)制造的
刷洗刮水片1312从底端1314向上延伸到顶端1316。刷洗刮水片1312能够由橡胶、橡胶组合或本领域中已知的其他刮水片材料组成。安装部分1318定位在顶端1316处，并且被成形为接收在孔口1216内。为了将安装部分1318保持在孔口1216内，止动件(未示出)能够定位在孔口1216的一端或两端处，所述止动件类似于在标准的挡风玻璃刮水器中用于将刮水片保持在其中的止动件。替代地，安装部分1318能够由诸如粘合剂、紧固件、压配合连接件或本领域中已知的其他固定方法固定在孔口1216内。在一个实施例中，刷洗刮水片1312和滑块元件1306能够共挤出以便刚性地固定在一起。
刷洗刮水片1312还包括定位在底端1314处的接触部分1320。接触部分1320包括刮水片1321，刮水片1321具有从被设计成接触挡风玻璃1270的接触表面1326向上延伸的相对侧面1322和1324的。刷洗器元件1328在两个侧面1322、1324中的一个上固定到刮水片1321。在所示的实施例中，刷洗器元件1328定位在侧面1322上，但应当理解，刷洗器元件1328能够替代地定位在侧面1324上。刷洗器元件1328能够包括本文讨论的任何刷洗器元件。在一个实施例中，刷洗器元件1328包括从侧面1322横向地向外延伸的多个纤维1330。纤维1330能够是柔性的，并且由尼龙、聚酯等组成。其他材料也是可能的。
在一个实施例中，纤维1330沿侧面1322间隔开，如在所示的实施例中。纤维1330能够以任何期望的方式固定到刮水片1321。在一个实施例中，纤维1330固定到背衬，该背衬然后例如由粘合剂、紧固件等固定到刮水片1321。在一个实施例中，每个纤维1330单独地固定到刮水片1321。在一个实施例中，纤维1330在挤出过程期间被固定到刮水片1321。例如，当刷洗刮水片1312和滑块元件1306被共挤出时，纤维1330能够固定到刮水片1321，如下面所讨论的。
选择纤维1330的长度，使得纤维1330能够在使用期间在特定时间选择性地接触挡风玻璃。在一个实施例中，当挡风玻璃刮水器静止时，如在图59中，纤维1330的长度使得仅刮水片1312的接触表面1326接触挡风玻璃1270。
然而，在使用期间，刷洗刮水器组件1304被设计成使得纤维1330选择性地接触挡风玻璃，这取决于挡风玻璃刮水器横跨挡风玻璃的横向运动的方向，如图60和图61中所示。具体地，只有当挡风玻璃在一个方向上移动时，纤维1330被定位成接触挡风玻璃。
例如，如图60和图61中所示，当挡风玻璃刮水器正在横跨挡风玻璃行进时，使挡风玻璃刮水器远离行进方向横向地倾斜。这使每个侧面1322、1324根据行进方向替代地更接近或更远离挡风玻璃移动。当在方向1332上移动时，侧面1322变得更接近挡风玻璃，从而使纤维1330接触挡风玻璃。当在方向1334上移动时，侧面1322远离挡风玻璃移动，使得纤维1330不接触挡风玻璃。因此，当在一个方向(1332)上移动时，刷洗刮水片1312能够刷洗挡风玻璃(经由纤维1330)，并且当在另一方向(1334)上移动时，将残留物刮除。并且由于刷洗刮水器组件的往复运动，纤维的清洁动作能够加强。
图62至图64示出包含本发明的特征的刷洗刮水器组件1354的另一个实施例。刷洗刮水器组件1354类似于刷洗刮水器组件1304，不同的是刷洗刮水器组件1354在刮水片的两侧上都具有刷洗器元件。因此，刷洗刮水器组件1354也包括滑块元件1306，滑块元件1306具有向上延伸到其的孔口1216。
类似于刷洗刮水器组件1304，刷洗刮水器组件1354还包括被接收在孔口1216内的刷洗刮水片1356。刷洗刮水片1356能够以上面相对于刷洗刮水片1312讨论的类似方式固定在孔口1216内。在所示的实施例中，刷洗刮水片1356和滑块元件1306已经被共挤出，以便刚性地固定在一起。
类似于刷洗刮水片1312，刷洗刮水片1356还包括具有刮水片1360的接触部分1358，刮水片1360具有从接触表面1366向上延伸的相对侧面1362和1364。类似于刷洗器元件1328，刷洗器元件1368a固定到刮水片1360的侧面1362。然而，与刷洗刮水器组件1304不同，与刷洗器元件1368a类似的第二刷洗器元件1368b固定到刮水片1360的另一侧1364。刷洗器元件1368能够包括本文讨论的任何刷洗器元件。在一个实施例中，刷洗器元件1368各自包括从侧面1362(纤维1370a)和1364(纤维1370b)横向地向外延伸的与纤维1330类似的多个纤维1370。纤维1370能够以本领域中已知的包括上面讨论的方式的任何方式固定到刮水片1360。在一个实施例中，纤维1370在刷洗刮水片1356和滑块元件1308之间的共挤出过程期间固定到刮水片1360，如上面相对于纤维1330所述讨论的。
类似于刷洗刮水器组件1304，刷洗刮水器组件1354被设计成使得纤维1370选择性地接触挡风玻璃，这取决于挡风玻璃刮水器横跨挡风玻璃的横向运动的方向，如图63和图64中所示。类似于刷洗刮水器组件1304，纤维1370被定位成仅当挡风玻璃刮水器正在一个方向上移动时接触挡风玻璃1270。然而，因为纤维1370定位在刮水片1360的两侧上，所以当挡风玻璃刮水器在一个方向上移动时，纤维1370的第一部分(1370a)接触挡风玻璃，并且当挡风玻璃刮水器在另一方向上移动时，纤维1370的第二部分(1370b)接触挡风玻璃，如图63和图64中所示。这意味着刷洗刮水片1356能够比刷洗刮水片1312快两倍的速度来刷洗挡风玻璃。
在测试期间，确定了即使当纤维定位在刮水片的两侧上时，刮水片也能够将所刷洗的残留物从玻璃刮除。这似乎是因为接触表面总是跟随接触挡风玻璃的纤维。
在刮水片上使用纤维作为刷洗器元件产生一些令人惊奇的优点。例如，纤维保持大量的流体，这有助于在刷洗期间使窗口湿润。在测试期间，发现在洗涤器喷嘴已经停止运行之后，纤维保持大约33ml的流体。这种保持的流体在刮水器的后续使用期间重新分布回到挡风玻璃上。因此，需要更少量的挡风玻璃洗涤流体来湿润挡风玻璃进行清洁。当挡风玻璃洗涤流体是有毒的时候，这是一个巨大的优点。
图65至图67示出包含本发明的特征的刷洗刮水器组件1404的另一个实施例。如图65中所示，类似于本文讨论的其他刷洗刮水器组件，刷洗刮水器组件1404包括被配置为被接收在安装支架1134的通道1138内的滑块元件1406(参见图66)。
因此，滑块元件1406也包括顶部部分1146和连接部分1150。类似于滑块元件1306，滑块元件1406被设计成用于从其延伸的单个刮水片。因此，滑块元件1406也包括从连接部分1150延伸到底表面1410的底部部分1408。类似于底部部分1308，底部部分1408包括从底表面1410向上延伸到底部部分1408中以接收刮水片的孔口1410。在所示的实施例中，孔口1410小于前面讨论的实施例的孔口1216，以使得更容易将刮水片与滑块元件共挤出。因此，连接部分1150和底表面1410之间的距离能够比前面描述的实施例更短。然而，孔口1410和底部部分1408能够是任何期望的尺寸，并且刮水片和滑块元件不需要被共挤出。滑块元件1406能够由本文讨论的任何材料组成。
刷洗刮水器组件1354还包括被配置为附连到滑块元件1406的刷洗刮水片1414。刷洗刮水片1414在许多方面类似于刷洗刮水片1312和1356。例如，刷洗刮水片1414也包括被成形为被接收在孔口1412内的安装部分1420以及被配置为接触挡风玻璃的接触部分1422。在所示的实施例中，安装部分1420由粘合剂、紧固件、压配合连接件或本领域中已知的其他固定方法固定在孔口1412内。在一个实施例中，刷洗刮水片1414和滑块元件1406能够被共挤出，以便刚性地固定在一起，如下面所讨论的。
类似于刮水片1321，刮水片1414具有从底表面1430向上延伸的相对侧面1426和1428。但是不同于刷洗刮水片1312的接触部分1320，没有刷洗器元件固定到刮水片1414的任一侧1426或1428。相反，侧面1426和1428本身刷洗并清洁挡风玻璃。为此，当侧面1426和1428通过往复式马达1170往复运动时，所述侧面1426和1428选择性地接触挡风玻璃。为了有助于此，刷洗刮水片1414包括在安装部分1420和接触部分1422之间延伸的连接部分1432。连接部分1432具有足以使接触部分1422远离滑块元件1406的底部部分1408的底表面1410定位的长度。也就是说，当安装部分1420固定在孔口1412内时，连接部分1432使间隙存在于底表面1410和接触部分1422之间。连接部分是薄的，以便是柔性的。因此，连接部分1432的作用类似于用于接触部分1422的铰链，从而选择性地允许刮水片1414的每个侧面1426、1428接触并刷洗挡风玻璃。
例如，如图66和图67中所示，当挡风玻璃刮水器正在横跨挡风玻璃行进时，由于滑块元件140在安装支架1134内的横向移动，使挡风玻璃刮水器远离行进方向横向地倾斜，这类似于前面讨论的实施例。连接部分1432的铰接动作使刮水片1414进一步远离行进方向旋转，使得刮水片1414的每个侧面1426、1428根据行进方向替代地接触挡风玻璃。也就是说，当在方向1434上移动时，刮水片1414在一个方向上旋转，使得侧面1426接触挡风玻璃。当在方向1436上移动时，刮水片1414在相反方向上旋转，使得侧面1428接触挡风玻璃。因此，刷洗刮水片1414能够刷洗挡风玻璃(经由侧面1426和1428)，并只使用刮水片本身去除残留物。
如果期望更多的刷洗功率，则如果需要，刷洗刮水器组件1404能够在刮水片的一侧或两侧上包括一个或多个刷洗器元件。例如，纤维能够以与在上面关于刮水片1321讨论的方式类似的方式添加到刮水片1414。其他刷洗器元件也能够与刮水片1414一起使用，诸如图68和图69中所示的那些。
图68和图69示出具有定位在刮水片1510的侧面1508上的刷洗器元件1506(1506a至1506n)的刷洗刮水片1504。尽管仅在刮水片1510的单个侧面上示出，但刷洗元件1506能够替代地定位在刮水片1510的两个侧面1508、1509上。刷洗刮水片1504与刷洗刮水片1414相同，不同的是刷洗器元件定位在刮水片上。
如图68中所示，每个刷洗器元件1506从刮水片1510的侧面1508向外延伸到正面1518。如图69中所示，每个刷洗器元件1506的正面1518具有从底端1512延伸到顶端1514的相对边缘1520、1522。底端1512能够与刮水片1510的底表面对准，或者能够定位在底表面上面，如在所示的实施例中。将正面1518的底端1512定位在刮水片1510的底表面上方能够允许刮水片1510的底表面在使用期间接触挡风玻璃，以在每次通过时清除水。刷洗器元件1506彼此分离，使得槽道1516在每个相邻的刷洗器元件1506之间形成。
如图68中所示，正面1518在底端1512和/或顶端1514处以基本上正交的方式或者以一定的角度从侧面1508延伸。例如，在所示的实施例中，正面1518在顶端1514处从刮水片1510的侧面1508基本上正交地延伸，同时在底端1512处以一定的角度延伸。正面1518在底端1512处的角度能够进一步允许刮水片1510的底表面在使用期间接触挡风玻璃，以在每次通过时清除水。
刷洗器元件1506能够固定到刮水片1510或者与刮水片1510整体地形成。例如，刷洗器元件1506能够使用粘合剂或紧固件固定到刮水片1510，或者能够压印有刮水片1510或者以其他方式与刮水片1510一起形成。
在使用期间，刮水片1510的每个侧面1508和1509以与上面相对于刮水片1414的侧面1426和1428描述的方式类似的方式替代地接触挡风玻璃。然而，当侧面1508接触挡风玻璃时，由于刷洗器元件1506从侧面1508的延伸，所述刷洗器元件1506接触挡风玻璃。当刮水片1414在箭头1524的方向上往复运动时，由于往复运动，每个刷洗器元件1506的边缘1520和1522交替地变成刷洗器元件的“前边缘”。这使边缘1520和1522提供更多的刷洗功率。如上所述，为了允许刮水片1510的底表面在挡风玻璃上方的每次通过时清除水，正面1518的底端1512能够定位在刮水片1510的底表面上方，并且/或者能够以锐角从刮水片1510的侧面1508延伸。
如上面所讨论的，与传统的刮水器相比，本文公开的挡风玻璃刮水器通过从挡风玻璃去除更多的材料，例如壳质、油脂、冰等来向车辆操作者提供更好的可见度。由于独特设计，许多本发明的挡风玻璃刮水器也以其他方式提供更好的可见度。例如，许多刮水器防止划伤玻璃，这在传统的刮水器情况下可能发生。并且在许多实施例中，刮水片甚至能够在较长的时间段内抛光玻璃，以去除凹坑和划痕以及其他畸变。
如上面所讨论的，传统的刮水片被设计为充当刮板。因此，当刮水片横跨经过挡风玻璃时，刮水片从挡风玻璃去除液体，并且利用液体去除轻质碎屑。因此，每当刮水片在挡风玻璃上横向地经过时，将去除所有的液体。这在倾盆大雨期间能够是有效的，其中所去除的液体在挡风玻璃上由雨水连续地替换。但是刮刷作用也能够导致问题。
洗涤流体用作溶剂，以帮助湿润挡风玻璃，并由此当没有雨水时松动粘在挡风玻璃上的材料。洗涤流体还能够用作润滑剂。但是传统的刮水器防止洗涤流体被充分地用作润滑剂，尤其是由于刮刷作用。
在挡风玻璃清洁期间，洗涤流体喷洒在挡风玻璃上。由于刮刷作用，传统的刮水片在第一次横跨经过挡风玻璃期间去除全部或几乎全部的洗涤流体。也就是说，刮水片在弧的一个方向期间去除流体，使得当刮水片在另一个方向上移回时，非常少的流体(如果有的话)残留。因此，洗涤流体在挡风玻璃上仅供刮水器的单次经过，这通常持续约0.75秒。在剩余的清洁循环期间，刮水片贴靠挡风玻璃刮擦。因此，至多仅当刮水片在一个方向上移动时，即仅一半的时间时，洗涤流体能够用作润滑剂。但是即使那样，流体不被充分地用作润滑剂；由于刮刷动作，流体通常停留在刮水片的顶部上。因此，在刮水片和挡风玻璃之间得到很少的洗涤流体(如果有的话)，以在它们之间提供润滑。
传统的刮水器在挡风玻璃上的定位使污染物容易捕获在刮水片下面。在停放位置(即，未致动)中，刮水器通常横跨挡风玻璃的底部水平地延伸。因此，刮水片是从挡风玻璃掉落的物品的天然收集器。当物品诸如污染物撞击挡风玻璃时，重力自然地使物品沿挡风玻璃向下滑动，直到其搁置在刮水片上。所述物品通常停留在刮水片上，直到刮水器被致动。
如上面所讨论的，当刮水器被致动时，所述刮水器通常在弧内横跨挡风玻璃横向地来回移动。通常将恒定量的压力施加到刮水片的中心，以使刮水片的整个长度在整个刮水器循环期间接触挡风玻璃。此压力使刮水片随着其移动而向后挠曲，这引起在常规刮水器中的刮刷作用。但是由于向后挠曲，，已经收集在常规刮水片上的物品在刮水器通过其弧移动时被捕获在刮水片和挡风玻璃之间。并且由于刮刷作用，没有流体去除捕获的物品。如果捕获的物品足够硬，则它们能够划伤挡风玻璃。例如，粗砂质材料，诸如沙子、灰等，经常正好以此类方式划伤挡风玻璃。
然而，本文讨论的许多本发明的刮水器的独特设计和性能解决了此润滑问题。本发明的刮水器使用洗涤流体作为溶剂和润滑剂二者，以清洁挡风玻璃，同时防止产生划痕和其他畸变。
为了便于讨论，润滑和抛光将参照图65至图67的刷洗刮水器组件1404讨论。应当理解，能够替代地使用本文讨论或设想的许多(如果不是全部)刷洗刮水器组件。
当挡风玻璃洗涤循环开始时，刮水器的滑块元件开始纵向地往复运动，从而在安装支架内来回移动。在刮水片的实施例的测试期间，洗涤流体在往复运动的持续时间内令人惊奇地保持在挡风玻璃上，即使当仅使用少量的流体并且往复循环较长时。
在进一步测试之后发现，往复运动使小的线性转矩传递至滑块元件，这使往复滑块元件沿其长度波动(ripple)。转向图70，当如由箭头1434所示，滑块元件1406横跨挡风玻璃横向地移动时，在如由箭头2000所示的上下方向(即，与挡风玻璃1270大体正交)和在如由箭头2001所示的左右方向(即，与挡风玻璃1270大体平行)上发生所述波动。因为刮水片1414附接到滑块元件1406，刮水片1414也发生波动运动。
由于波动作用，洗涤流体2002在刮水片1414下面并沿刮水片1414的整个长度二者经过。这提供许多益处。因为流体在刮水片下面经过，所以该流体在刮水片和挡风玻璃之间形成薄的润滑层2002。这将刮水片与挡风玻璃半隔离，以提供刮水片横跨挡风玻璃的平滑移动。另外，流体能够去除已经捕获在刮水片和挡风玻璃之间的材料，诸如砂砾等。这防止所述材料横跨挡风玻璃拖拉并由此划伤挡风玻璃。
因为波动作用由刷洗刮水器组件的往复运动引起，所以刮水片的波动在整个清洁循环期间继续，从而允许洗涤流体在刮水片下面并沿刮水片二者继续移动，使得润滑层保持在挡风玻璃上。以这种方式，洗涤流体能够在清洁循环期间充当溶剂和润滑剂二者。此外，如上所述，洗涤流体能够在整个清洁循环内保持在挡风玻璃上，使得需要较少的洗涤流体。这与常规刮水片相比是巨大的改进，常规刮水片由于刮刷作用而必须经常替换流体；如上所述，使用常规刮水片在小于1秒的时间内从挡风玻璃去除流体。
标准的汽车洗涤流体包含大约33％的醇和60％的水，其中剩余部分是着色染料。因为流体在整个清洁循环内保持在挡风玻璃上，充当溶剂的醇具有更多时间来去除昆虫壳质、油脂和存在于挡风玻璃上的其他污染物。并且如上面所讨论的，所节省任何数量的洗涤流体有益于环境。
由于这个令人惊奇的结果，挡风玻璃的抛光也是可能的。一般而言，有两种方式来解决在玻璃中的轻微划痕。最容易的方式是用丙烯酸划痕去除剂填充划痕。所述划痕去除剂作为液体施加，并且干燥成硬的和透明的，从而通过化学地填充划痕来隐藏损坏。对于更深的划痕，玻璃能够用抛光剂诸如二氧化铈进行抛光，二氧化铈是一种具有非常低的磨损性的普遍的粉末抛光剂；它广泛地应用于珠宝和陶瓷。将水添加到精细粉末，以制作用于覆盖损坏的区域的浓泥浆糊。然后将稳定的压力施加到浆糊，例如使用具有硬橡胶抛光轮的钻头，以缓慢地研磨表面使其平滑。在研磨时，通过添加水使泥浆糊保持湿润，并且根据需要添加更多的抛光剂。结果是平滑无划痕的表面。
由于本发明的刮水器，第三种方式现在也是可能的。如上面所讨论的，刮水片的波动作用导致洗涤流体在挡风玻璃上的停留时间比在使用常规的刮水器时要长得多。由于在挡风玻璃上的延长时间，洗涤流体能够捕获一直存在于大气中的微小灰尘颗粒。
如上所述，标准的汽车洗涤流体包含大约60％的水。与水中存在的矿物质结合的水和捕获的微小灰尘颗粒组合，以形成非常精细的抛光剂，其类似于上面讨论的铈浆糊。此天然抛光剂能够用于抛光挡风玻璃并去除小的划痕和凹坑，诸如图71中所述的划痕2004。刮水片1414的往复运动与其横跨挡风玻璃1270的所述的弧正交相对。这种与滑块元件的波动作用结合的往复运动导致非常类似于圆形抛光轮的运动。这种效应不可能用常规刮水片实现。刮水片1414能够是橡胶，这类似于圆形抛光轮。
当刮水片1414横向地经过挡风玻璃1270时，天然抛光剂2006填充挡风玻璃中的划痕和小凹坑，诸如如图71中所示的划痕2004。然后，每当刮水片1414在划痕1270上方通过时，刮水片的独特运动少量地研磨在划痕内的抛光剂的表面。在多次重复通过的过程中，少量的研磨增加，使得抛光剂研磨到挡风玻璃的顶表面的水平，从而产生平滑表面并有效地抛光划痕。
为了验证抛光能力，有意地划伤挡风玻璃，从而看看本发明的刮水器是否将去除任何划痕。如图72a中所示，使用细砂砂纸2008将轻微划痕2010置于挡风玻璃中。挡风玻璃刮水器2012然后定位在挡风玻璃上，如图72b中所示。挡风玻璃刮水器包括与图70中所示的刮水片1414类似的刮水片。挡风玻璃刮水器经定位以便保持在挡风玻璃已经被划伤的部分上，并留在相同的地点中，以加快过程。洗涤流体泵被致动以将洗涤流体喷洒到挡风玻璃上，并且刮水片的往复运动开始。在15分钟之后，往复运动停止，并且刮水器从挡风玻璃移除。如图72c中所示，划痕2010的各部分已经被抛光。这些部分形成直接地在挡风玻璃刮水片下面的线2014。因此，刮水器负责抛光已抛光的部分。
随着挡风玻璃老化，许多小的，甚至是微小尺寸的凹坑开始在挡风玻璃中展开。通过使用本发明的挡风玻璃，那些凹坑被抛光，使得挡风玻璃将保持得像新的一样。这并不是说每个凹坑或划痕都将被抛光，但是即使抛光所述凹坑或划痕的一小部分也导致通过挡风玻璃的更清晰的视野，这使驾驶更安全。并且抛光程度高的挡风玻璃意味着较少填充物粘到挡风玻璃上。
尽管由洗涤流体提供的水和醇的组合对于清洁能够是期望的，但是抛光不需要醇；如果需要，当刮水片往复运动并抛光玻璃时，水能够单独地用于润滑刮水片。
如上面所讨论的，在本文讨论或设想的许多实施例中，刮水片和滑块元件能够被共挤出。这能够导致在刮水片和滑块元件之间的刚性牢固连接。由于牢固连接，使刮水片通过往复式马达贴靠挡风玻璃进行往复运动。也就是说，如上面所讨论的，往复式马达使滑块元件往复运动，并且刮水片由于与滑块元件的刚性连接而与滑块元件一起移动。
现在将讨论能够用于产生刮水片和刷洗器元件的示例性共挤出方法。挤出是通过推动材料诸如软聚合物、橡胶等穿过具有开口的模具来制造具有恒定横截面的产物的过程。挤出能够是连续的(理论上产生无限长的材料)或半连续的(产生许多件)。挤出过程能够用热的或冷的材料完成。共挤出是将两种或更多种材料挤压通过相同磨具以产生单件或刚性牢固的多个装置的过程。
为了便于讨论，该方法将参照产生图65至图67的刷洗刮水器组件1404讨论。应当理解，本文讨论或构想的许多(如果不是全部)刷洗刮水器组件能够使用根据需要调整的相同方法产生。
参照图73，通常为粒料形式的用于滑块元件的材料通过第一料斗1452进给到第一挤出机1450中。所述材料熔化，并且通过第一进料螺杆1456朝向模具1454输送。所述材料被推进通过模具1454的第一部分，从而使所述材料采取滑块元件1406的横截面形状(例如，参见图65)。同时，用于刷洗刮水片的材料通过第二料斗1460进给到第二挤出机1458中，熔化并且通过第二进料螺杆1462朝向模具1454输送，并且被推进通过模具1454的第二部分，从而使刮水片材料采取刷洗刮水片1414的横截面形状(例如参见图65)。模具1454的第一部分和第二部分被定位成使得当滑块元件1406和刮水片1414离开模具时，刮水片1414的安装部分1420定位在孔口1412内，以便附着或者粘合到滑块元件1406。这种共挤出过程随着更多的材料被推进通过模具1454继续，从而使滑块元件/刮水片组合连续地形成并变长。随着所形成的产物离开模具1454，所述产物例如通过吹送的空气或在水槽1464中冷却，并且切割成期望的长度。
如果使用外部刷洗器元件，则如果需要，该外部刷洗器元件也能够在共挤出过程期间固定到刮水片。例如，如图73中所示，在刮水片通过嵌入器1466离开模具之后，纤维(诸如图59至图64中所示的纤维1330或1368)能够固定到刷洗刮水片。在一个实施例中，在刮水片冷却之前，纤维的端部能够推动到刮水片中。由于刷洗刮水片的热，纤维能够被嵌入刮水片的表面内，使得当刷洗刮水片冷却时，纤维固定到该刷洗刮水片。替代地，当刮水片也是非常热的时候，纤维的端部能够正好在挤出过程之前嵌入刮水片中。
通过本文讨论的单个刮水片的刷洗刮水器组件获得许多优点。例如，包括滑块元件和刷洗刮水片(以及纤维，如果使用的话)的整个刷洗刮水器组件能够如上面所讨论被共挤出，从而节省成本并减少组装时间。挤出还允许将任何配置的纵向弯曲赋予刮水片，以确保在挡风玻璃和刮水片的外边缘之间的接触，而不管挡风玻璃的凸状。
刷洗刮水器组件能够全部由非金属材料诸如如塑料、橡胶、
因此，一种制造刷洗刮水器组件的方法能够包括：将第一材料进给到第一挤出机中；朝向模具输送第一材料；将第二材料进给到第二挤出机中；朝向模具输送第二材料；以及将第一材料和第二材料推进通过模具的不同部分，以便同时形成滑块元件和刷洗刮水片，所述刷洗刮水片刚性地固定到滑块元件，以形成刷洗刮水器组件。
虽然本文描述的挡风玻璃刮水器和刷洗器组件的最明显应用是私人汽车，但是其他应用也是可用的。例如，本文描述的挡风玻璃刮水器和刷洗器组件也能够用于商用车辆，诸如卡车、建筑车辆和农用车辆；军事和其他政府车辆；航空交通工具，诸如商用和私人飞机和后勤车辆；火车；船舶；以及包括用以清洁操作者或乘客通过其观看的挡风玻璃的刮水器的任何其他车辆。其他用途也可以是可能的。
如本文所述的发明能够向车辆操作者提供许多益处。如本文所述的挡风玻璃刮水器的实施例能够用最小的安装劳动强度来容易地替换车辆上现有的挡风玻璃刮水器。需要很小的电布线(如果有的话)改变，并且本发明的刮水器的刷洗机构能够简单地通过挡风玻璃刮水器的运动来激活。对于具有单独刷洗器组件的那些实施例，能够用最小的安装劳动强度将它们添加到现有的挡风玻璃刮水器。刷洗构件是易于可更换的，操作马达所需的电池也是易于可更换的。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他具体形式实施。所描述的实施例在所有方面都应当被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由随附权利要求而不是前面的描述指示。落入所述权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都应该被包括在其范围内。
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