CN102216129B - 加热型无骨雨刷组件和利用该组件的系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种加热型雨刷系统，其包括至少一个无骨加热型无骨雨刷组件。每个雨刷组件包括柔性的橡皮刷刮片和一对彼此隔开的柔性背衬构件。该组件包括至少一个，优选一对柔性加热器，它们被设置在刮片和它们各自的背衬构件之间以将来自电源(即，电池)的电能转变为热。每个加热器包括加热元件，其尺寸足以基本遍布相应的背衬构件的整个长度。线路通过贯穿密封的中心支撑装置来将电池与加热器相连，其中所述中心支撑装置在背衬构件之间将刮片、加热器和细长的弹性脊连到一起。

Description

加热型无骨雨刷组件和利用该组件的系统

相关申请的交叉参考

本申请是于2007年4月23日提交的、未决的第11/738,734号美国申请的继续部分申请。

技术领域

本发明涉及加热型无骨雨刷组件和利用这种组件的系统。

背景技术

参见图4，冬季驾驶条件导致在风挡和雨刷组件上积聚冰雪。冰雪的这种积聚使雨刷系统正确清理风挡的性能恶化。因此，驾驶员的能见度变差。为了清理风挡，驾驶员通常同时启动车辆的除霜器系统和雨刷系统。当冰雪开始融化时，所产生的液体中的一部分接触雨刷组件和风挡侧面，并且再次结冰于其上。与车辆的相对运动相结合，风增强了这种重新结冰作用。随着这种循环持续进行，越来越多的冰积聚在雨刷组件和风挡上，从而导致雨刷系统的性能和驾驶员的能见度进一步变差。这种状态持续恶化，直至雨刷系统变得无效，从而因为驾驶员的可见度极度恶化而形成极其危险的驾驶状态。

目前，解决这个问题的唯一方法是由驾驶员以人工的方式将冰雪从雨刷刮片组件上除去。这要在驾驶员驶离马路或者在停车灯处停下之后完成。一旦停下车，驾驶员能够摇下窗户，将他或她的手臂伸到风挡周围，抓住雨刷并将其压靠风挡以清除雨刷刮片组件上的冰雪。然而，一旦车辆重新运动，则这种结冰状态很快恢复，从而使得这是一种非常无效且潜在危险的解决方案。

存在一些加热型雨刷刮片组件，它们已经获得专利权，并且声称能够防止冰雪积聚在雨刷组件和/或风挡上。这种组件的实例在以下美国专利中公开：

5,632,058公开了一种加热型雨刷组件，其包括刮片保持器上的外部加热元件和嵌在雨刷刮片中的内部元件；

5,504,965公开了一种电加热型雨刷刮片，其利用螺旋盘绕的电阻丝；

4,497,083公开了沿着雨刷臂、刮片和刮片载体的长度设置的阻抗加热线的使用；

4,325,160公开了一种风挡雨刷刮片组件；

2,627,011公开了一种加热型雨刷/橡皮刷和框架；

6,754,933公开了对雨刷臂结构的辐射加热；

6,591,443公开了雨刷的刮片背面和柔性刮片主体上的加热器元件；

6,236,019公开了一种加热的风挡雨刷组件；

5,603,856公开了一种加热型雨刷框架；

5,558,792公开了雨刷刮片背面和刮片主体上的加热器元件；

5,488,752公开了用于雨刷刮片的热传导装置；

5,412,177公开了加热型雨刷刮片盖；

4,152,808公开了风挡雨刷的加热单元；

5,325,561公开了加热型雨刷刮片组件，其中雨刷联动装置、以及刮片和刮片保持器被加热；

4,928,344公开了一种电加热型雨刷刮片，其利用碳纤维加热元件；

4,928,345公开了一种加热型雨刷刮片和刮片保持器；

4,967,437公开了一种加热型雨刷刮片组件；

4,387,290公开了一种沿雨刷刮片及其支撑件延伸的加热器；

4,194,261公开了一种加热型雨刷结构；以及

6,779,222公开了一种可拆卸地附连风挡雨刷的风挡雨刷加热设备。

这种加热型雨刷以多种不同的形式和设计出现。它们通过加热元件或一些其它类型的添加组件来加热雨刷框架、臂和刮片或者这些元件的组合。这些类型的雨刷按照它们自己的方式略微有些效果，但是对于制造商和终端用户而言并不方便。它们或者是对于制造商而言非常费钱，从而导致传到消费者手上的高成本产品，或者是安装起来非常复杂，从而丢失了很多DIY消费者。它们还未能提到雨刷应当与风挡除霜系统一同工作，并且一体作用。如果没有风挡除霜器系统，风挡将只能被积聚的冰雪冻结，从而形成危险状况。

总之，现有技术的加热型雨刷组件的一些主要缺点包括成本和对于日常“DIY”消费者而言的复杂性。大多数没有列举雨刷的工作范围，或者它将产生的热。不能设定它们工作在12V或更高电压下。大多数(如果不是所有的话)车辆在运行时具有13.5-14.5V的工作电力系统。对于这些雨刷的操作而言，车速也是一个重要因素。

发明内容

本发明的目标是提供改进的、加热型无骨雨刷组件以及利用这类组件中的一种或多种的系统，以消除或大大减少雨刷组件和风挡上的冰积聚，从而改善驾驶员的能见度，同时提供下列优点中的至少一个：

制造上的成本有效；

耐用且抗腐蚀；

普通消费者能够承受；

容易由DIY消费者实施安装；

在各种天气条件下均能有效工作；

低电流消耗，并且不影响已有的车辆功能；以及

与已有的车辆除霜系统一同工作。

提供一种加热型无骨雨刷组件来实现本发明的上述目标和其它目标。该组件适于装配在雨刷臂上。雨刷臂可操作地连接用于使雨刷臂在车辆风挡上往复运动的雨刷电机。该组件适于电耦联车辆电源。该组件包括细长的弹性刮片，其具有顶部和用于接触风挡的底部橡皮刷部分。刮片具有彼此相对的第一和第二端部。该组件还包括彼此隔开的、细长的、弹性的第一和第二背衬构件，它们被设置在刮片的顶部上。背衬构件中的每一个具有内、外表面，以及彼此相对的第一、第二端部。该组件还包括第一和第二彼此隔开的、细长且具有弹性的脊。脊中的每一个在刮片顶部与背衬构件内表面之间在刮片端部之间延伸，以将刮片连接背衬构件，以及在雨刷臂使组件往复运动时让刮片和背衬构件弹性地与风挡的表面构造相符。该组件还包括至少一个细长且具有柔性的加热器，以将来自电源的电能转变为热。该至少一个加热器设在刮片顶部和第一背衬构件的内表面之间。该至少一个加热器包括第一加热元件，其紧挨着脊在第一背衬构件的端部之间延伸。该至少一个加热器设在刮片顶部和第二背衬构件的内表面之间。该至少一个加热器包括第二加热元件，其紧挨着脊在第二背衬构件的端部之间延伸。该至少一个加热器加热刮片顶部、第一和第二背衬构件、以及脊，从而消除或大大减少冰在组件和风挡上的积聚。该组件包括中心支撑装置，其在背衬构件之间连接刮片和脊，以及将组件连接雨刷臂。该组件还包括与该至少一个加热器电耦联的线路，其贯穿中心支撑装置以向该至少一个加热器提供来自电源的电能。

该装置可以包括在它们各自的背衬构件的端部之间弯曲延伸的第一和第二加热器。

该装置可以包括密封材料，其用于在中心支撑装置处密封线路以防止加热器的污染。

该加热型无骨雨刷组件可以包括第一和第二雨刷端罩。第一雨刷端罩将刮片和第一背衬构件的第一端部固定到一起。第二雨刷端罩将刮片和第二背衬构件的第二端部固定到一起。可以包括密封材料，其用于在雨刷端罩处密封刮片及背衬构件的端部以防止加热器的污染。

加热元件中的每一个可以包括电阻丝加热元件，其电阻范围为每纵尺约18欧姆-约22欧姆。

当车辆外部环境温度为20°F并且车速为每小时60英里时，受到加热型雨刷组件可以具有80°F的平均温度。

加热元件中的每一个可以包括经蚀刻的热箔加热元件或线绕的加热元件。

加热元件中的每一个可以包括绝缘材料，所述绝缘材料包括聚酰亚胺/FEP/WA/ULA、PTFE、聚酯、云母、硅橡胶和丁基橡胶中的至少一个。

加热型无骨雨刷组件介于背衬构件中的每一个的顶部和橡皮刷部的底部之间的厚度可以小于1英寸。

控制器可以连接线路以控制从电源到加热器的电能流。

控制器可以包括开关或继电器和电路以产生控制继电器的控制信号。

提供一种加热型雨刷系统，以进一步实现本发明的上述目标和其它目标。该系统包括第一雨刷臂，其可操作地连接用于使第一雨刷臂在车辆风挡上往复运动的第一雨刷电机，以及车辆电源。该系统还包括第一加热型无骨雨刷组件，其装配在第一雨刷臂上并且电耦联电源。该组件包括细长的弹性刮片，其具有顶部和用于接触风挡的底部橡皮刷部分，以及彼此相对的第一和第二端部。该组件还包括彼此隔开的、细长的、弹性的第一和第二背衬构件，它们被设置在刮片的顶部上。背衬构件中的每一个具有内、外表面，以及彼此相对的第一、第二端部。该组件还包括第一和第二彼此隔开的、细长且具有弹性的脊，其在刮片端部之间延伸。脊中的每一个被设在刮片顶部与背衬构件内表面之间，以将刮片连接背衬构件，以及在雨刷臂使组件往复运动时让刮片和背衬构件弹性地与风挡的表面构造相符。该组件包括至少一个细长且具有柔性的加热器，以将来自电源的电能转变为热。该至少一个加热器设在刮片顶部和第一背衬构件的内表面之间。该至少一个加热器包括第一加热元件，其紧挨着脊在第一背衬构件的端部之间延伸。该至少一个加热器设在刮片顶部和第二背衬构件的内表面之间。该至少一个加热器包括第二加热元件，其紧挨着脊在第二背衬构件的端部之间延伸。该至少一个加热器加热刮片顶部、第一和第二背衬构件、以及脊，从而消除或大大减少冰在组件和风挡上的积聚。该组件还包括中心支撑装置，其在背衬构件之间连接刮片和脊，以及将组件连接第一雨刷臂。线路电耦联电源和该至少一个加热器，并且贯穿中心支撑装置以向该至少一个加热器提供来自电源的电能。

该系统可以包括在它们各自的背衬构件的端部之间弯曲延伸的第一和第二加热器。

该系统可以包括密封材料，其用于在中心支撑装置处密封线路以防止加热器的污染。

该系统还可以包括第一和第二雨刷端罩。第一雨刷端罩将刮片和第一背衬构件的第一端部固定到一起。第二雨刷端罩将刮片和第二背衬构件的第二端部固定到一起。该系统可以包括密封材料，其用于在雨刷端罩处密封刮片及背衬构件的端部以防止加热器的污染。

加热元件中的每一个可以包括电阻丝加热元件，其电阻范围为每纵尺约18欧姆-约22欧姆。

当车辆外部环境温度为20°F并且车速为每小时60英里时，受到加热的组件可以具有80°F的平均温度。

加热元件中的每一个可以包括经蚀刻的箔加热元件。

该组件介于背衬构件中的每一个的顶部和橡皮刷部的底部之间的厚度可以小于1英寸。

该系统可以包括控制器，其连接线路和电源以控制从电源到加热器的电能流。

该控制器可以包括开关或继电器和电路以产生激发继电器的控制信号。

第二雨刷臂可以可操作地连接用于使第二雨刷臂在风挡上往复运动的第二雨刷电机。第二加热型无骨雨刷组件可以装配在第二雨刷臂上，并且与电源电耦联。

在结合附图的情况下，可以轻易地从下面给出的对本发明最佳实施方式的详细描述中看出本发明的上述目标和其它目标、特征和优点。

附图说明

图1是加热型雨刷系统的环境视图，其包括根据本发明实施例构造的一对雨刷组件，并且示出了它们的操作以消除或减少冰在它们及机动车辆风挡上的积聚；

图2是根据本发明实施例构造的、图1的雨刷组件之一的分解透视图；

图3是组装之后的图2的雨刷组件的透视图；

图3a是沿图3的线3a-3a截取的剖视图；

图3b是沿图3的线3b-3b截取的剖视图；

图4是一对现有技术的雨刷组件在它们作用于机动车风挡上期间的环境视图；

图5a是用在本发明的雨刷组件中的、具有螺旋盘绕的电阻丝的加热器的一个实施例的部分断开且具有横截面的透视图；

图5b是用在雨刷组件中的加热器的另一实施例的顶部俯视图；

图5c是加热器的又一实施例的透视图，其中该加热器的顶层部分返折以示出其经蚀刻的箔加热元件；

图6是根据本发明的一个实施例构造的加热型雨刷系统的示意性方框图，该系统示出了具有可人工操作的开关的典型线路装置；以及

图7是与图6的图表类似的示意性方框图，但是它示出了一种可选的具有连接模块的线路装置，其中该模块具有可由控制信号操作的继电器。

具体实施方式

参见图1，根据本发明的一个实施例构造的加热型雨刷系统总体上标为10。系统10包括可操作地连接第一雨刷电机(未示出)的第一雨刷臂12，用于使第一雨刷臂12在车辆16的风挡14上往复运动。系统10还包括可操作地连接第二雨刷电机(未示出)的第二雨刷臂18，用于使第二雨刷臂18在风挡14上往复运动。

系统10还包括电源(诸如车辆16的电池20)和第一加热型无骨雨刷组件(总体上标为22)，所述雨刷组件安装在第一雨刷臂12上，并且通过保险丝24和将在下文中进一步描述的连接模块25(即图6)或连接模块88(即图7)与电池20电耦合。系统10通常还包括第二加热型无骨雨刷组件(总体上标为26)，所述雨刷组件安装在第二雨刷臂18上，并且也通过保险丝24和连接模块25或88之一与电池20电耦合。可以理解，在一些应用场合中只需要单个雨刷组件。

现在参见图2、3、3a和3b，由于第二组件26与第一组件22基本相同，因此只示出和描述了第一加热型无骨雨刷组件22。

组件22包括细长的、弹性橡胶/硅有机树脂的刮片(总体上标为28)，其具有顶部30和用于接触风挡14的底部橡皮刷部分32。刮片28还分别具有相对的第一和第二端部34和36。

组件22还包括彼此隔开的、细长的、弹性的第一和第二背衬构件(分别标为38和40)，它们被设置和固定在刮片28的顶部30上。背衬构件38和40中的每一个分别具有内、外表面42、44，以及相对的第一和第二端部46和48。

组件22还包括第一和第二彼此隔开的细长且具有弹性的弹簧钢脊，其总体上被标为50和52。脊50和52中的每一个在刮片28的顶部30与背衬构件38和40的内表面42之间在刮片28的端部34与36之间延伸，从而将刮片28和背衬构件38、40连到一起，以及在雨刷臂12使组件22往复运动时让刮片22和背衬构件38、40弹性地与风挡14的表面构造相符。

组件22还包括至少一个加热器，优选两个细长且具有柔性的加热器(总体上标为54和56)，以将来自电池20的电能转变为热。如果使用单个加热器，则应是从组件26的一端延伸至另一端的、单个连续的柔性加热器。第一加热器54设在刮片28的顶部30和第一背衬构件38的内表面42之间。如图5a中所示，加热器54优选包括电阻丝加热元件53，其紧挨着脊50和52在第一背衬构件38的端部46和48之间曲折地延伸。

再次参见图3，第二加热器56设在刮片28的顶部30和第二背衬构件40的内表面42之间。第二加热器56也优选包括电阻丝加热元件53，其紧挨着脊50和52在第二背衬构件40的端部46和48之间曲折地延伸。刮片28的顶部30、第一和第二背衬构件38和40、以及脊50和52受到加热器54和56加热，从而消除或大大减少冰在组件22和风挡14上的积聚。

组件22还包括中心支撑装置(总体标为58)，其在背衬构件38和40之间将刮片28和脊50、52连到一起，以及将组件22连接到雨刷臂12上。装置58包括适配器60，用于可拆卸地将臂12固定在组件22上。装置58还包括盖子构件62和中心连接器64，它们两个分别在背衬构件38、40的端部48、46附近在脊50、52处组装到一起，以帮助将组件22固定到一起。

组件22还分别包括第一和第二雨刷端罩72和74。第一雨刷端罩72将刮片28和第一背衬构件38的第一端部34和46固定到一起。第二雨刷端罩74将刮片28和第二背衬构件40的第二端部36和48固定到一起。密封材料76(诸如液体橡胶)在雨刷端罩72、74处密封刮片28的端部34、36以及背衬构件38、40的端部46、48，以防止加热器54、56的污染。

线路66电耦联在加热器54、56的两端，并且贯穿背衬构件38、40的中空部分67，以及贯穿构件62和连接器64之间的中心支撑装置58以向加热器56、58提供来自电池20的电能。线路66的端部在位于连接器64内的收缩管68内通过银焊连接到一起，并且利用密封材料70密封以防止污染加热器54、56。线路66还可以与柔性加热器(56和/或58)合并。加热器56、58优选并联，但也可以通过线路66串联。

图5a示出了加热器54(以及56)的一个实施例。加热器54为线/线缆(cord)螺旋盘绕的电缆，其包括围绕玻璃纤维芯57盘绕的电阻丝加热元件或导体53。硅胶绝缘体55包裹导体53和芯57。加热元件53可以是Nichrome电阻丝。

图5b示出了用在组件22和26中的加热器的另一实施例，其中与加热器54的部分具有相同或相似结构或功能的加热器54”的部分具有双上标。加热器54”为Kapton式加热器，该加热器具有经蚀刻的箔的加热元件53”，其在加热器54”的侧面之间弯曲延伸，并且形成在塑料底部57”上。通常由塑料盖将加热元件53”盖住。

图5c示出了用在组件22和26中的加热器的又一实施例，其中与加热器54的部分具有相同或相似结构或功能的部分具有单个上标。加热器54’为PET膜式加热器，该加热器也具有经蚀刻的箔的加热元件53’，其在加热器54’的侧面之间弯曲延伸。加热元件53’形成在PET膜57’上，并且具有PET膜的盖子55’。

电加热器中的一个或两个可以是下列型式之一：线缆型(图5a)；Kapton型，条带/带子(图5b)；Butyl型，线绕垫；线带；单线型；丝网印刷；硅线绕垫；PET膜(图5c)。加热器型式可以是下列中的一个或多个：线绕式；经蚀刻的箔；线缆，硅/pvc。复合物或材料可以包括下列中的一个或多个：镍/铬线；箔；印制品(printing)；铜镍。

柔性加热器元件的这些类型可以包括经蚀刻的热箔和线绕的。可以使用的绝缘材料：聚酰亚胺/FEP/WA/ULA、PTFE、聚酯、云母，被称做Kapton式加热器。可以使用硅橡胶和丁基橡胶。

上述中的任何一种均可使用。如果成本效果合算的话，也可以使用其它的。然而，线螺旋盘绕电缆(即图5a)的成本相当低。线螺旋电缆加热器54为非定制产品，其中所有其它的均需要针对各个应用场合定做。

再次参见图1，现在描述雨刷系统10的操作。加热型无骨雨刷组件22和26从车辆电池20接收DC电压。电池20向组件22和26传递功率，其中控制设备(诸如人工操作开关80)闭合电池20和组件22、26之间的电路。开关80通常设在驾驶室。一旦被驾驶员启动，开关80将电池20的功率提供给连接模块25，其通常设在发动机舱中的车盖下方。来自电池20的功率从连接模块25引至雨刷组件22、26，并且通过线路66沿雨刷臂12、18行进，到达组件22、26的加热器54和56。

参见图1和6，关于这种操作通常只需要形成四个连接。三个连接形成在连接模块25处。这仅仅通过将来自两个雨刷组件22、26的线路66和来自开关80的线路84插入连接模块25来完成。其它的与车辆电池20的连接通过来自连接模块25的线路86来形成。

在下面详细描述的、更自动化的另一实施例中，温度传感器82设在车辆16上以获得环境车辆温度，并且通过线路92连接连接模块88，如图7中所示。在该实施例中，模块88包括与继电器90结合的常规电子线路以自动闭合电池20和组件22、26之间的电路。这种自动闭合可以在车辆外部温度降至低于由传感器82预定的水平时完成。而且，操作系统可以监视车辆电池电压。如果加热型雨刷系统运行时间过长(例如：车辆被留在机场)且电池电压降至低于预设的电压设定值，系统将自动关闭，从而防止出现电池没电的情形。

现在参见图1和6，示出了雨刷组件22、26的“标准”安装以获得根据本发明的一个实施例的系统，其具体如下：

●在雨刷臂12、18之间将发动机罩连接模块25装配在车辆16的发动机舱区域。

●取出旧的雨刷组件(即图4的组件)，安装新的加热的组件22、26。

●从组件22、26对雨刷馈电线66进行布线并且将其连接到罩下连接模块25，并且插入。

●将雨刷馈电线66附连至它们各自的雨刷臂12、18。

●将开关馈电线84布线至车辆16的内部，并且将其附连手动开关80。

●将手动开关80装配到驾驶室内的期望位置上。

●从模块25对电源线86和保险丝24进行布线，并且将其连接电池20。

现在参见图1和7，示出了雨刷组件22、26的更为“豪华”或最优的安装以获得根据本发明的另一实施例构造的另一系统，其具体如下：

●在雨刷臂12、18之间将发动机罩连接模块88装配在车辆16的发动机舱区域。

●取出旧的雨刷组件(即图4的组件)，安装新的加热的组件22、26。

●将左、右雨刷馈电线66布线至罩下连接模块88，并且插入。

●将雨刷馈电线66附连雨刷臂12、18。

●从模块88对电源线86和保险丝24进行布线，并且将其连接电池20。

●将操作馈电线92从传感器82布线至车辆16的内部，从操作设备96(车体控制模块，自动化模块，电子器件控制单元或除霜器馈电(feed))对线94进行布线，并且将其连接至模块88的继电器90，以允许组件22、26以自动的方式被加热。

根据本发明的至少一个实施例构造的加热型雨刷组件22、26和加热型雨刷系统10包括下列好处中的一个或多个：

●提供了即插即用的安装，其中不存在可能引起与腐蚀相关的问题的外部线路连接。

●提供了不引人注意的加热型雨刷组件设计，其高出风挡14小于1英寸(即，优选3/4”)，这有助于减少其上的冰雪积聚。

●不存在外部加热部件，这减少了表面面积，从而在高速驾驶时防止雨刷组件22、26升起。

●提供一种加热且密封的无骨式/无铰链式雨刷组件设计，其排除了枢转/压力点冻结和磨损。借助对风挡14的各种挠曲动作，这种加热型雨刷组件设计无论在什么天气状况下都允许最大风挡接触。

●这种加热且密封的无骨式雨刷组件设计还提供更有效的加热功能。加热元件或加热器通过不具有标准框架的枢转/压力点，在非常低的电流消耗下集中向雨刷组件提供热量来提供有效且高效的加热。这进而需要使用非常少的引线，从而也减小了雨刷组件的轮廓和表面积。这种非常低的电路消耗允许很多不同类型的电源，从简单的开关装置到给这种设计自动操作选项的车体控制模块的OEM式装置。利用这种类型的加热型雨刷组件，对于制造商和消费者的总成本非常低。通过减少需要加热的表面积数量和利用加热元件或加热器的锯齿或弯曲布局来减少雨刷组件两侧上的冰雪积聚，生产这种产品所需要的材料数量和制造过程最少。如前所述，可以使用一个连续的沿直线从组件一端延伸至组件另一端的柔性加热器，从而替代两个加热器。这种锯齿设计不对雨刷组件的功能造成任何妨碍。关于标准的高级非加热型雨刷组件的价格，消费者将拥有加热型雨刷组件的额外好处。

●根据本发明构造的这种加热型雨刷组件将实际适合当前在路面上行驶的任何尺寸和型式的车辆。这种设计不仅限于客车。实际上，可以利用这种设计对任何风挡雨刷应用进行改造。通过简单地替换现有的雨刷刮片组件(而非臂)并且形成一些电连接，消费者现在具有加热的刮片组件的附加好处。这种型式还保持非常低的制造成本，因为无需生产多种雨刷臂型式来适应各种各样的应用。

●这种加热型雨刷组件不需要特殊类型的控制器来维持加热范围以便工作；它只需要诸如车辆电池这样的功率源。它可以维持融化冰雪所必需的加热水平。作为选择，它可以以消费者所选择的多种不同方式工作。由于它在非常低的工作电流下工作，雨刷加热操作可以通过自动温度传感器82和/或通过车辆的车体控制模块(图7中的96)结合除霜系统来控制。

●它是不含组件的整装式密封且加热型雨刷组件，从而使得它成为车主理想的“自己安装式”系统。

与上述加热型雨刷组件和加热型雨刷系统的一个实施例相关的一些数据如下：

●非常低的、每对雨刷组件2-3安培的平均工作电流

●密封的一体式设计

●.006直径的加热线或元件(即，图5a)

●在60mph下，在20°F的外部温度下平均温度为80°F

●无枢转/压力点的、加热且密封的无骨式/无铰链设计

●关于风挡14的可变挠曲

●容易安装

●12-14.5V的最佳工作范围

●通用性

●18-22欧姆/1英尺加热器线(图5a)

●向所有侧面提供有效且高效加热的锯齿形加热元件设计(图5a，5b和5c)

●不引人注意，在风挡14上方3/4英寸

●低成本即可拥有

●无外部电连接或加热部件

虽然已经示出了描述了本发明的实施例，但是不期望这些实施例示出和描述了本发明的所有可能形式。相反地，在本说明书中用到的词汇是描述性而非限制性的词汇，应当理解可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变。

Claims (29)

1.一种加热型无骨雨刷组件，该组件适于装配在雨刷臂上，其中雨刷臂可操作地连接至雨刷电机，用于使雨刷臂在车辆的风挡上往复运动，并且该组件适于电耦联至车辆电源，该组件包括：细长的弹性刮片，该刮片具有顶部和用于接触风挡的底部橡皮刷部分，并且具有彼此相对的第一端部和第二端部；彼此隔开的、细长的、弹性的第一背衬构件和第二背衬构件，它们被设置在刮片的顶部之上，所述第一背衬构件和第二背衬构件中的每一个都具有内表面和外表面，以及彼此相对的第一端部和第二端部；彼此隔开的、细长且具有弹性的第一脊和第二脊，所述第一脊和第二脊中的每一个都在刮片的顶部与第一背衬构件和第二背衬构件的内表面之间、在刮片的第一端部和第二端部之间延伸，以将刮片连接至第一背衬构件和第二背衬构件，并且在雨刷臂使该组件往复运动时让刮片和第一背衬构件、第二背衬构件弹性地与风挡的表面构造相符；以及中心支撑装置，该中心支撑装置在第一背衬构件和第二背衬构件之间将刮片和第一脊、第二脊连接在一起，并且将该组件连接至雨刷臂；其中，所述组件还包括：

细长且具有柔性的至少一个加热器，以将来自电源的电能转变为热，所述至少一个加热器设在刮片的顶部和第一背衬构件的内表面之间，所述至少一个加热器包括第一加热元件，所述第一加热元件与第一脊、第二脊相邻并在第一背衬构件的第一端部和第二端部之间延伸，所述至少一个加热器设在刮片的顶部和第二背衬构件的内表面之间，所述至少一个加热器包括第二加热元件，所述第二加热元件与第一脊、第二脊相邻并在第二背衬构件的第一端部和第二端部之间延伸，其中所述至少一个加热器加热刮片的顶部、第一背衬构件和第二背衬构件、以及第一脊、第二脊，从而消除或大大减少冰在组件和风挡上的积聚；以及

与所述至少一个加热器电耦联的线路，该线路贯穿所述中心支撑装置以向所述至少一个加热器提供来自电源的电能。

2.如权利要求1所述的组件，其中该组件包括在第一背衬构件和第二背衬构件的第一端部和第二端部之间曲折地延伸的第一加热器和第二加热器。

3.如权利要求2所述的组件，其还包括密封材料，用于在中心支撑装置处密封所述线路以防止第一加热器和第二加热器的污染。

4.如权利要求2所述的组件，其还包括：

第一雨刷端罩和第二雨刷端罩，第一雨刷端罩将刮片和第一背衬构件的第一端部固定到一起，第二雨刷端罩将刮片和第二背衬构件的第二端部固定到一起；以及

密封材料，其用于在第一雨刷端罩和第二雨刷端罩处密封刮片及第一背衬构件、第二背衬构件的第一端部和第二端部以防止第一加热器和第二加热器的污染。

5.如权利要求1所述的组件，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括电阻丝加热元件。

6.如权利要求5所述的组件，其中电阻丝加热元件中的每一个的电阻范围为每纵尺约18欧姆－约22欧姆。

7.如权利要求1所述的组件，其中当车辆外部环境温度为20°F并且车速为每小时60英里时，受加热时所述组件具有80°F的平均温度。

8.如权利要求1所述的组件，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括经蚀刻的热箔加热元件或线绕的加热元件。

9.如权利要求1所述的组件，其中该组件介于第一背衬构件和第二背衬构件中的每一个的顶部和橡皮刷部分的底部之间的厚度小于1英寸。

10.如权利要求2所述的组件，其还包括控制器，所述控制器连接至或要连接至所述线路以控制从电源到所述第一加热器和第二加热器的电流。

11.如权利要求10所述的组件，其中控制器包括开关。

12.如权利要求10所述的组件，其中控制器包括继电器。

13.如权利要求12所述的组件，其中控制器包括电路以产生控制继电器的控制信号。

14.一种加热型雨刷系统，该系统包括：第一雨刷臂，其可操作地连接至用于使第一雨刷臂在车辆的风挡上往复运动的第一雨刷电机；车辆电源；以及第一加热型无骨雨刷组件，该组件装配在第一雨刷臂上并且电耦联至所述电源，该组件包括：细长的弹性刮片，该刮片具有顶部和用于接触风挡的底部橡皮刷部分，并且具有彼此相对的第一端部和第二端部；彼此隔开的、细长的、弹性的第一背衬构件和第二背衬构件，所述第一背衬构件和第二背衬构件被设置在刮片的顶部上，第一背衬构件和第二背衬构件中的每一个都具有内表面和外表面，以及彼此相对的第一端部和第二端部；彼此隔开的、细长且具有弹性的第一脊和第二脊，第一脊和第二脊在刮片的第一端部和第二端部之间延伸，所述第一脊和第二脊中的每一个都被设在刮片顶部与第一背衬构件及第二背衬构件的内表面之间，以将刮片连接至第一背衬构件和第二背衬构件，并且在雨刷臂使所述组件往复运动时让刮片和第一背衬构件及第二背衬构件弹性地与风挡的表面构造相符；中心支撑装置，其在第一背衬构件及第二背衬构件之间将刮片和第一脊、第二脊连接在一起，并且将所述组件连接至第一雨刷臂；其中所述系统还包括：

至少一个细长且具有柔性的加热器，以将来自电源的电能转变为热，所述至少一个加热器设在刮片的顶部和第一背衬构件的内表面之间，所述至少一个加热器包括第一加热元件，所述第一加热元件与第一脊、第二脊相邻并在第一背衬构件的第一端部和第二端部之间延伸，所述至少一个加热器设在刮片的顶部和第二背衬构件的内表面之间，所述至少一个加热器包括第二加热元件，所述第二加热元件与第一脊、第二脊相邻并在第二背衬构件的第一端部和第二端部之间延伸，其中所述至少一个加热器加热刮片的顶部、第一背衬构件和第二背衬构件以及第一脊、第二脊，从而消除或大大减少冰在所述组件和风挡上的积聚；以及

线路，其电耦联至所述电源和所述至少一个加热器，并且贯穿所述中心支撑装置以向所述至少一个加热器提供来自电源的电能。

15.如权利要求14所述的系统，其中该系统包括在第一背衬构件、第二背衬构件的第一端部和第二端部之间曲折地延伸的第一加热器和第二加热器。

16.如权利要求15所述的系统，其还包括密封材料，用于在中心支撑装置处密封所述线路以防止第一加热器和第二加热器的污染。

17.如权利要求15所述的系统，其还包括：

第一雨刷端罩和第二雨刷端罩，第一雨刷端罩将刮片和第一背衬构件的第一端部固定到一起，第二雨刷端罩将刮片和第二背衬构件的第二端部固定到一起；以及

密封材料，其用于在第一雨刷端罩和第二雨刷端罩处密封刮片及第一背衬构件、第二背衬构件的第一端部和第二端部以防止第一加热器和第二加热器的污染。

18.如权利要求14所述的系统，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括电阻丝加热元件。

19.如权利要求14所述的系统，其中电阻丝加热元件中的每一个的电阻范围为每纵尺约18欧姆－约22欧姆。

20.如权利要求14所述的系统，其中当车辆外部环境温度为20°F并且车速为每小时60英里时，受到加热时所述组件具有80°F的平均温度。

21.如权利要求14所述的系统，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括经蚀刻的箔加热元件。

22.如权利要求14所述的系统，其中该组件介于第一背衬构件、第二背衬构件中的每一个的顶部和橡皮刷部分的底部之间的厚度小于1英寸。

23.如权利要求15所述的系统，其还包括控制器，该控制器连接至所述线路和电源以控制从电源到加热器的电能流。

24.如权利要求23所述的系统，其中控制器包括开关。

25.如权利要求23所述的系统，其中控制器包括继电器。

26.如权利要求25所述的系统，其中控制器包括电路以产生激发继电器的控制信号。

27.如权利要求14所述的系统，其中该系统还包括第二雨刷臂，以及装配在第二雨刷臂上且与电源电耦联的第二加热型无骨雨刷组件，第二雨刷臂可操作地连接至用于使第二雨刷臂在风挡上往复运动的第二雨刷电机。

28.如权利要求1所述的组件，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括绝缘材料，所述绝缘材料包括聚酰亚胺/FEP/WA/ULA、PTFE、聚酯、云母、硅橡胶和丁基橡胶中的至少一个。

29.如权利要求14所述的系统，其中第一加热元件和第二加热元件中的每一个都包括绝缘材料，所述绝缘材料包括聚酰亚胺/FEP/WA/ULA、PTFE、聚酯、云母、硅橡胶和丁基橡胶中的至少一个。

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