阅读说明：本技术 用于交通工具的减小弧的风挡刮水器系统 (Reduced arc windshield wiper system for a vehicle ) 是由 里查德·谢泼德 于 2018-03-30 设计创作，主要内容包括：风挡刮水器系统(100)包括枢转刮水器臂(110)；用于擦拭表面(102)的刮水器片(120)；以及将枢转刮水器臂(110)联接到刮水器片(120)的连接器组件(128),该连接器组件(128)包括齿轮驱动器(130),该齿轮驱动器包括至少一个驱动齿轮(132)和至少一个定位嵌齿(136),其中该齿轮驱动器(130)基于枢转刮水器臂(110)的角位置旋转刮水器片(120),使得刮水器片(120)的运动路径(320)的弧减小。(A windshield wiper system (100) includes a pivoting wiper arm (110); a wiper blade (120) for wiping a surface (102); and a connector assembly (128) coupling the pivoting wiper arm (110) to the wiper blade (120), the connector assembly (128) including a gear drive (130) including at least one drive gear (132) and at least one positioning cog (136), wherein the gear drive (130) rotates the wiper blade (120) based on an angular position of the pivoting wiper arm (110) such that an arc of a path of motion (320) of the wiper blade (120) is reduced.)

用于交通工具的减小弧的风挡刮水器系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月24日在美国专利商标局递交的美国临时申请号62/488,954的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的各方面涉及一种减小弧的风挡刮水器系统，该系统可以与多种不同类型的交通工具结合使用。本文所指的交通工具是机动或非机动交通工具，并且可以是例如有轨交通工具、机动交通工具、船只或飞机。

背景技术

风挡刮水器(也称为表面刮水器)是用于从诸如风挡的表面去除雨、雪、冰和碎屑的装置。几乎所有的交通工具，包括机动交通工具(例如汽车和卡车)、有轨交通工具(例如火车机车)、船只和一些飞机，都配备有通常是法律要求的这种刮水器。

刮水器通常包括刮水器臂，该刮水器臂在一端枢转并且具有靠近刮水器臂的另一端附接的长刮水器片。尽管气动动力也用于一些交通工具中，刮水器臂由电机(通常为电动机)提供动力。刮水器片在风挡上来回旋转，从其表面推动水或其他沉淀。刮水器臂的速度通常是可调节的，具有几个连续的速度并且通常具有一个或多个间断设置。大多数汽车使用两个同步的径向型臂，而许多商用交通工具使用一个或多个四连杆结构臂。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种风挡刮水器系统，包括：枢转刮水器臂；用于擦拭表面的刮水器片；以及将该枢转刮水器臂联接到刮水器片的连接器组件，该连接器组件包括齿轮驱动器，该齿轮驱动器包括至少一个驱动齿轮和至少一个定位嵌齿，其中，该齿轮驱动器基于枢转刮水器臂的角位置旋转该刮水器片，使得刮水器片的运动路径的弧减小。

本公开的第二方面提供了一种包括如本文所描述的风挡刮水器系统的交通工具。

附图说明

图1示出根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统的第一透视图。

图2示出根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统的第二透视图。

图3示出根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统的第三透视图。

图4示出包括根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统的轨道交通工具的一部分的视图。

图5和图6示出根据本公开的示例性实施方式的处于不同位置的风挡刮水器系统的多个视图。

具体实施方式

为了便于理解本公开的实施方式、原理和特征，在下文中参考说明性实施方式中的实现方式来解释它们。特别地，它们在作为用于交通工具的风挡刮水器系统的上下文中描述。然而，本公开的实施方式不限于在所描述的系统或方法中使用。

下文中描述的构成各种实施方式的组件和材料是说明性的而非限制性的。将执行与本文所描述的材料相同或相似功能的许多合适的组件和材料旨在涵盖于本公开的实施方式的范围内。

图1、图2和图3示出根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统100的多个透视图。图1示出风挡刮水器系统100的前视图，图2示出后视图，而图3示出侧视图。

已知的风挡刮水器系统包括可能留下未擦拭区域的刮水器臂。例如，当前的刮水器系统可以描绘出在风挡的中心区域中具有大弧度的运动路径，其倾向于在中心区域(特别是风挡的较低中心区域)中最需要的地方留下较差的能见度。

本公开提供了一种改进的风挡刮水器系统，特别是减小弧的风挡刮水器系统，其可以结合许多不同类型的交通工具使用。通过在刮水器片经过运动路径时(在刮水器行程期间)改变刮水器片的位置，特别是高度，由刮水器片形成的弧可以被减小或降低，由此留下更少的未被擦拭的区域，特别是在风挡的较低中心区域内并改善能见度。

参见图1、图2和图3，风挡刮水器系统100包括枢转刮水器臂110和用于擦拭表面102的刮水器片120。该表面102是交通工具的风挡，例如轨道交通工具的风挡。在示例性实施方式中，刮水器臂110包括平行布置的第一臂构件112和第二臂构件114。然而，应注意，刮水器臂110可仅包括一个臂构件。

刮水器臂110和刮水器片120彼此联接。刮水器片120在一端联接至刮水器臂110。在另一端，刮水器臂110由电机提供动力。在工作期间，刮水器臂110与刮水器片120一起在风挡的表面102上来回旋转或移动，由此从表面102去除雨、雪、冰和碎屑等。

连接器组件128被用于联接或连接刮水器臂110和刮水器片120。根据示例性实施方式，连接器组件128包括齿轮驱动器130。齿轮驱动器130包括多个部件，例如包括驱动齿轮和定位嵌齿。

齿轮驱动器130包括至少一个驱动齿轮132和至少一个定位嵌齿136。如图1和图2所示，至少一个驱动齿轮132被配置为不完全齿轮，例如半齿轮，这意味着驱动齿轮132并非在其整个圆周上包括齿，而是仅在齿轮驱动器130和刮水器系统100的适当操作所需的特定部分上包括齿。因此，这样可以节省材料和成本。然而，应注意的是，驱动齿轮132可以被配置为在其整个圆周上具有齿的完整齿轮。

该至少一个驱动齿轮132联接至枢转刮水器臂110。该至少一个齿轮驱动器132可直接联接到刮水器臂110或可经由适配器160联接至刮水器臂110。在根据图1、图2和图3的示例中，其中刮水器臂110包括第一和第二臂构件112、114，齿轮驱动器130包括第一和第二驱动齿轮132、134，其中驱动齿轮132、134联接至每个臂构件112、114。驱动齿轮132联接至臂构件112，且驱动齿轮134联接至臂构件114，例如直接地或经由第一和第二适配器160、162。适配器160、162被配置成使得驱动齿轮132、134包括对应于适配器160、162的形状的开口或切口，使得驱动齿轮132、134可以被推动或放置在适配器160、162上。

该至少一个定位嵌齿136经由摆杆140联接至刮水器片120。该至少一个定位嵌齿136被配置为在其整个圆周上具有齿的完整齿轮。该至少一个定位嵌齿136小于驱动齿轮132、134，并且具有小于驱动齿轮132、134的直径。根据图1、图2和图3的示例，其中刮水器臂110包括第一和第二臂构件112、114以及第一和第二驱动齿轮132、134，齿轮驱动器130包括第一和第二定位嵌齿136、138，并且摆杆140包括第一和第二摆杆构件142、144。定位嵌齿136、138经由摆杆140联接至刮水器片120。具体地，第一定位嵌齿136经由第一摆杆构件142联接至刮水器片120，并且第二定位嵌齿138经由第二摆杆构件144联接至刮水器片120。

定位嵌齿136、138和驱动齿轮132、134被定位成使得定位嵌齿136、138与驱动齿轮132、134啮合。定位嵌齿136、138被定位于驱动齿轮132、134之间，并且两个定位嵌齿136、138与两个驱动齿轮132、134啮合。在刮水器系统100的操作期间，驱动齿轮132、134沿第一方向旋转，并且定位嵌齿136、138沿与第一方向相反的第二方向旋转。

如图2和图3所示，摆杆140包括大体平行设置的摆杆构件142、144。在一端处，摆杆构件142、144直接或经由安装件146联接至刮水器臂120。例如，摆杆构件142、144可通过螺栓148紧固至安装件146，该安装件进而紧固到刮水器臂120。定位嵌齿136、138被布置在摆杆构件142、144的另一端，即相对端。

如图2进一步示出的，连接器组件128包括位于并定位在齿轮驱动器130和摆杆140之间的背板150。背板150提供支撑和稳定性，并且还提供齿轮驱动器130的部件(驱动齿轮132、134和定位嵌齿136、138)处于正确位置并且一直保持啮合。背板150可包含许多不同形状，但其被配置为使得其联接到摆杆构件142、144和刮水器臂部件112、114。在示例性实施方式中，背板150可包括类似于菱形或斜方形的形状。此外，背板150可以包括拐角，例如圆角152、154。圆角152彼此相对，圆角154彼此相对。每个圆角152、154包括用于将背板150分别紧固到摆杆构件142、144和刮水器臂构件112、114的钻孔。例如，背板150可以通过螺栓紧固到摆杆构件142、144，这些螺栓从摆杆构件142、144延伸穿过背板150的圆角154到达定位嵌齿136、138。此外，背板150可经由适配器160、162通过圆角152紧固到刮水器臂构件112、114。

运行刮水器系统100意味着刮水器系统100执行刮水器行程104(参见图4)。在刮水器系统100的工作期间，具有包括适配器160、162和驱动齿轮132、134的刮水器臂构件112、114的刮水器臂110以相同的第一(速度)速率在第一方向上旋转。具有摆杆构件142、144和定位嵌齿136、138的摆杆140以高于刮水器臂构件112、114和驱动齿轮132、134的第一速率的相同第二(速度)速率在与第一方向相反的第二方向上旋转。摆杆构件142、144被配置为使得它们在刮水器行程104期间围绕螺栓148的轴线旋转。背板150在工作期间不旋转。

如本文中使用的刮水器行程104包括当刮水器系统100在工作时刮水器臂110与刮水器片120的往复摆动运动的循环。枢转刮水器臂110从(风挡)表面102的一侧移动到另一侧，其中往复摆动运动的循环包括刮水器臂110从一侧到另一侧的这样一个运动。

根据本发明的示例性实施方式，枢转刮水器臂110的角位置用于在刮水器行程104期间改变或修改刮水器片120的高度，使得刮水器片120的运动路径320的弧减小(参见图4)。刮水器片120的高度在本文中用作刮水器片120在表面102上在竖直方向Y上的位置。刮水器片120在竖直方向Y上的位置减小或降低，使得刮水器片120在行程104期间在表面102的较低中心区域中提供更多的覆盖。

图4示出包括根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统100的交通工具300的一部分的透视图。

交通工具300可以是机动或非机动交通工具，例如轨道交通工具；包括汽车、教练车和公共汽车的机动交通工具；船只；飞机；航天器等。本文公开的实施方式主要结合例如轨道交通工具描述，例如有轨电车、轻轨交通工具、自动(机场)穿梭车、地铁、通勤列车、EMU(电动车组)、DMU(内燃动车组)、高速列车等。

交通工具300包括参见图1、图2和图3详细描述的风挡刮水器系统100。表面102是交通工具300的风挡。连接器组件128将枢转刮水器臂110联接至刮水器片120。

图4示出传统刮水器系统的传统运动路径310和如本文所公开的改进的刮水器系统100的减小弧的运动路径320。在刮水器行程104期间，刮水器臂110在水平方向X上(即，从风挡表面102的一侧到另一侧)以及在竖直方向Y上移动刮水器片120，其形成运动路径320。

刮水器系统100被配置成使得刮水器片120的运动路径320被修改并且包括与传统运动路径310的弧相比更小的弧。运动路径320的弧的这种修改和减小是通过连接器组件128实现的，该连接器组件包括将刮水器臂110联接到刮水器片120的齿轮驱动器130。

基于角度α，枢转刮水器臂110的角位置在刮水器行程104期间改变连接器组件130的刮水器片120的高度，使得运动路径320的弧减小。刮水器片120的高度在本文中用作刮水器片120在表面102上在竖直方向Y上的位置。刮水器片120在竖直方向Y上的位置减小或降低，使得刮水器片120在行程104期间在表面102的较低中心区域中提供更多的覆盖。

图5和图6示出根据本公开的示例性实施方式的风挡刮水器系统100在不同位置的多个视图。

图5示出处于停放位置的刮水器系统100。在停放位置中，刮水器臂110和摆杆140处于它们的最远角度(参见图4的角度α)。齿轮驱动器130将摆杆140移动到风挡的表面102上的摆杆的最高和最远位置。当刮水器臂110朝向表面102的中心向内向后移动时，齿轮驱动器130使摆杆140在表面102上向下旋转，由此在表面102的较低中心部分中提供更好的覆盖和清洁。

图6示出处于中心位置的刮水器系统100。当刮水器片120在风挡表面102上居中时，刮水器臂110、刮水器片120和摆杆140对齐。齿轮驱动器130已经将刮水器片120在竖直方向Y上旋转或拉至其最低位置，以在风挡表面102的较低中心区域中提供良好的擦拭覆盖。此时，刮水器片120在传统路径310下方实现最大距离。在刮水器片120已经通过中心位置之后并且在刮水器片120朝向风挡表面102的侧边(一侧或多侧)移动的过程中，齿轮驱动器130旋转或移动摆杆140至其在竖直方向Y上的最高位置(向上)。

使用改进的刮水器系统100，刮水器片120在竖直方向Y上的运动被修改(竖直运动更小或减小)，因为竖直运动的一部分从刮水器片120传递到连接器组件128。因此，在表面102的较低中心区域中提供了更多的刮水器覆盖，这改善了交通工具300的操作者的能见度。

本文所描述的示例性实施方式是说明性的，且可在不脱离本发明的精神或所附权利要求书的范围的情况下引入多种变化。例如，在本公开和所附权利要求的范围内，不同示例性实施方式的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替换。