CN102574501B - 具有优化机翼的风挡刮水器组件 - Google Patents

具有优化机翼的风挡刮水器组件 Download PDF

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Abstract

一种具有擦拭元件(18)的刮水器组件(10)，擦拭元件(18)用于在相对于与待擦拭表面垂直的方向成±10°的预定冲角范围内接触风挡(16)。刮水器组件(10)进一步包括两个细长梁(36A、36B)，两个细长梁(36A、36B)与擦拭元件(18)可操作地接合且对擦拭元件(18)施加向下的力。刮水器组件(10)也包括安装到细长梁(36A、36B)的连接部件(38)。刮水器组件(10)也包括机翼(44)，机翼(44)具有连接到细长梁(36A、36B)的连接部分(46)和连接到连接部分(46)的上部(48)。上部(48)包括翼部(68)，翼部(68)具有以预定收敛角从上部(48)向外延伸的前面(70)和尾面(72)，以改善风提升阻力且降低拖曳力。

Description

具有优化机翼的风挡刮水器组件
技术领域
本发明总体上涉及风挡刮水器组件，更具体地涉及具有用于改善风提升阻力的优化机翼的梁刀片式风挡刮水器组件。
背景技术
相关领域内已知的常规风挡刮水器组件总体上包括两种类型：通常称为“梁刀片式风挡刮水器组件”和“锦标赛式风挡刮水器组件”。一般而言，梁刀片式风挡刮水器组件包括比锦标赛式风挡刮水器组件更小的轮廓以及比锦标赛式风挡刮水器组件更少的移动部件。因此，作为美学问题，在某些应用中梁刀片式风挡刮水器组件通常比锦标赛式风挡刮水器组件更好。
然而，由于梁刀片式风挡刮水器组件的一般特性，它们更可能经受称为“风提升（windlift）”的现象。当邻近风挡刮水器组件的气流产生比作用在刮水器组件上的相对向下的力更大的提升力和拖拽力时，风提升出现。在风提升期间，风挡刮水器组件从风挡升起，这可以降低风挡刮水器清洁风挡的效率。当车辆以较高速率移动时，风提升是最明显的。然而，根据刮水器组件的空气动力学以及刮水器组件相对于风挡的角，在几乎任何速度时风提升都可以出现。
为此，已经知道梁刀片式风挡刮水器组件包括被设计为降低风提升的各种部件和构造。然而，本领域中仍然存在对改进梁刀片式风挡刮水器组件以包括诸如机翼的结构，以降低风提升的可能性的需要。本领域中对增加作用在刮水器组件上的向下的力以提供改善的擦拭性能的梁刀片式风挡刮水器组件也存在需要。另外，本领域中对降低贯穿刮水器组件越过风挡或者其他待擦拭表面的操作移动期间作用在其上的拖拽力的梁刀片式风挡刮水器组件存在需要。
发明内容
本发明克服了相关领域中用于汽车的梁刀片式风挡刮水器组件的许多局限性和缺点。根据一个实施例，本发明的梁刀片式风挡刮水器组件包括适于在预定冲角范围内大体接触待擦拭表面的擦拭元件，所述预定冲角范围是相对于与所述待擦拭表面垂直的方向成±10°的范围。所述风挡刮水器组件进一步包括至少两个弹性柔性的细长梁，所述至少两个弹性柔性的细长梁相对于彼此大体平行地延伸且与所述擦拭元件可操作地接合。所述细长梁适于对所述擦拭元件施加向下的力。连接部件安装到所述细长梁且适于可释放地连接到刮水器臂。机翼具有可操作地连接到所述细长梁的连接部分和可操作地连接到所述连接部分的上部（48），所述上部包括翼部，所述翼部具有大体平的前面和尾面，所述前面以相对于由所述细长梁限定的水平轴线成45°±l°的预定角从所述上部向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的35°到55°±l°的前面临时停留角范围且所述尾面以预定收敛角从所述上部向外延伸，所述上部进一步包括轮廓引导面，所述轮廓引导面与所述前面相邻以朝向所述翼部传递气流，所述轮廓引导面具有远离所述翼部的凸面段和邻近所述翼部的下沉段，所述翼部和所述轮廓引导面协作以增加作用在所述机翼上的向下的力，用于改善风提升阻力且降低拖曳力。
根据另一个实施例，本发明的梁刀片式风挡刮水器组件包括适于在预定冲角范围内大体接触待擦拭表面的擦拭元件，所述预定冲角范围是相对于与所述待擦拭表面垂直的方向成±10°的范围。所述刮水器组件具有弹性柔性细长梁，所述弹性柔性细长梁可操作地接合到所述擦拭元件且适于对所述擦拭元件施加向下的力。连接部件安装到所述细长梁且适于可释放地将所述刮水器组件连接到刮水器臂。所述刮水器组件进一步包括机翼，所述机翼具有一体的连接部分和上部。所述连接部分可操作地接合到所述细长梁，且所述上部包括翼部。所述翼部具有前面和尾面，所述前面和所述尾面以预定收敛角从所述上部向外延伸，以增加作用在所述机翼上的向下的力，用于改善风提升阻力且降低拖曳力。
因此，本发明的一个优点是梁刀片式风挡刮水器组件包括降低风提升用于改善擦拭性能的机翼。
本发明的另一个优点是梁刀片式风挡刮水器组件包括具有翼部的机翼，所述翼部具有优化的前面临时停留角，以便于将向下的力应用到所述刮水器组件上，用于改善越过冲角范围的风提升阻力。
本发明的再一个优点是梁刀片式风挡刮水器组件包括具有翼部的机翼，所述翼部具有优化的尾面临时停留角，以降低所述刮水器组件后面的提升力，用于改善越过冲角范围的风提升阻力。
本发明的又一个优点是梁刀片式风挡刮水器组件包括机翼，所述机翼包括较少部件，更简单地制造，且导致制造成本降低。
本发明的其他目的、特点和优点将容易理解，因为在结合附图阅读随后的说明书之后它们将变得更好理解。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的具有优化机翼的梁刀片式刮水器组件的透视图。
图2是根据本发明的一个实施例的具有优化机翼的梁刀片式刮水器组件的主视图。
图3是根据本发明的一个实施例的具有优化机翼的梁刀片式刮水器组件的俯视图。
图4是根据本发明的一个实施例的优化机翼的示意图。
图5a是根据本发明的一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于-10°冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图5b是根据本发明的一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于0°或垂直冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图5c是根据本发明的一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于+10°冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图6a是根据本发明的另一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于-10°冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图6b是根据本发明的另一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于0°或垂直冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图6c是根据本发明的另一个实施例的具有相对于刮水器组件的y轴处于+10°冲角的优化机翼的梁刀片式刮水器组件的横截面侧视图。
图7是说明贯穿图5a-5c和6a-6c所示的冲角范围作用在根据本发明的两个实施例的具有优化机翼的梁刀片式刮水器组件上的提升力和拖拽力的曲线图。
具体实施方式
现在参考附图，其中相同的标号用于表示相同的结构，在图1-5C中，梁刀片式风挡刮水器组件的一个实施例通常用标号10表示。刮水器组件10包括通常分别用标号12和14表示的第一纵向端和第二纵向端，且用于清洁汽车的风挡16的表面。然而，本领域的普通技术人员可以理解，刮水器组件10可以用于清洁任何类型的车辆的其他表面，例如后窗、侧窗、后视镜、前灯或尾灯。尽管未示出但是在本领域中通常是已知的，刮水器组件10用于刮水器系统，所述刮水器系统具有电机、连杆组件、以及以摆动方式（或其他可接受的方法）驱动刮水器组件10越过待擦拭表面的刮水器臂。
因此，刮水器组件10包括通常用标号18表示的擦拭元件，擦拭元件18适于接触待擦拭的车辆的表面，即在预定冲角范围的风挡16。本领域的普通技术人员可以理解，术语“冲角（attack angle）”指的是在所述风挡上所述刮水器组件相对于其竖直轴线（Y）定向的角度。如图5B所示，在刮水器组件10的竖直轴线（Y）与风挡16垂直（即，90°）的情况下，认为所述冲角为零（0°）。然而，大部分车辆包括使所述冲角改变的弯曲风挡，且在操作移动期间改变刮水器组件10的空气动力学（以及作用在其上的力）。因此，如图5A-5C所示，刮水器组件10提供在预定冲角范围内接触待擦拭表面的擦拭元件18，所述预定冲角范围是相对于与风挡16垂直的方向为±10°的范围。
擦拭元件18包括上段20、下段22和设置在上段20与下段22之间的隔离部24。在刮水器组件10越过待擦拭表面操作移动期间，隔离部24提供上段20与下段22之间的柔性。上段20包括头部26以及从头部垂下的颈部28。头部26分别包括第一通道30和第二通道32，以便于连接到刮水器组件10的另外部件上，如下面将更详细地描述的。颈部28提供头部26与擦拭元件18的剩余部件之间的柔性。上段20进一步包括设置在颈部28与隔离部24之间的肩部34。肩部34适于在刮水器组件10越过待擦拭表面操作移动期间保持上段20的结构整体性。另外，当在越过所述风挡移动期间所述擦拭元件的下段22“弯曲”时，肩部34起防止下段22“过度弯曲”的作用，“过度弯曲”可能导致擦拭操作无效。
擦拭元件18包括与具体应用对应的预定长度且通过挤出工艺制造，这使得能够容易地调节擦拭元件18的长度而不会实质上增加制造成本。而且，虽然本发明的擦拭元件18由柔性橡胶制成，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的情况下，它可以由任何柔性材料例如硅酮或者其他聚合物制成。
如图5A-5C所示，刮水器组件10进一步包括通常用标号36A和36B表示的两个细长梁。细长梁36A和36B与擦拭元件18可操作地接合，如下面将更详细地描述的。细长梁36A和36B中的每个在刮水器组件10的第一纵向端12与第二纵向端14之间延伸且限定了刮水器组件10的水平轴线（X）。细长梁36A和36B由弹性柔性材料，例如弹簧钢或聚合物，制成，且适于将从弹簧加载的刮水器臂接收的力越过细长梁36A和36B的跨度朝向第一纵向端12和第二纵向端14施加。为此，细长梁36A和36B包括有时在相关领域中被称为“自由形式（free form）”的曲率半径，当所述刮水器臂对刮水器组件10施加力时，所述“自由形式”的曲率半径变得与风挡16的曲率平行。因此，细长梁36A和36B包括自由形式的曲率，所述自由形式的曲率能够确保在具有各种曲率的风挡上整个刮水器组件10的力分布，以便影响擦拭元件18在风挡16处的适当包覆。
如图5A-5C所示，细长梁36A和36B具有大体恒定的宽度且可以具有始终恒定的厚度，以提供高的横向刚性和抗扭刚性且避免横向变形和扭转变形。以这种方式，细长梁36A和36B便于在越过待擦拭表面操作期间降低擦拭元件粘住/打滑（“颤振”）的可能性。因此，细长梁36A和36B的横截面具有通常矩形的外部轮廓，这使得细长梁36A和36B更容易制造。更具体地，在细长梁36A和36B由金属例如弹簧钢制成的情况下，用于制造细长梁36A和36B的工具和机器比制造具有变化的宽度和/或厚度的细长梁36A和36B所需的工具和机器简单。而且，在细长梁36A和36B由聚合物例如热塑性弹性体制成的情况下，工具和挤出工艺机器也比制造具有变化的宽度和/或厚度的细长梁36A和36B所需的工具和机器简单。
本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的细长梁36A和36B可以包括变化的厚度和/或宽度。例如，细长梁36A和36B的宽度和/或厚度可以从梁中心线性地、正弦曲线地、抛物线地或不对称地逐渐变细。另外，细长梁36A和36B中的每个在图1-5C中示出为单个、一体的材料件，从而它限定了实心的横截面。本领域的普通技术人员可以理解，细长梁36A和36B中的每个可以由多个层形成单个件。
刮水器组件10进一步包括通常用标号38表示的连接部件。连接部件38适于将刮水器组件10连接到刮水器臂（未示出）的连接部件。更具体地，连接部件38包括通常用标号40表示的联接器，联接器40与刮水器臂组件的连接部件可操作地接合。本领域的普通技术人员可以理解，联接器40包括与至少一种具体类型的刮水器臂组件的连接部件对应的结构，但是可以包括与多种类型的刮水器臂组件的连接部件对应的结构。例如，不同的原始设备制造商（OEM）使用具有适于与具体的梁刀片式刮水器组件可操作地接合的不同连接部件的刮水器臂组件。因此，本发明的连接部件包括联接器40，联接器40具有与这些不同的连接部件中的至少一种或多种可操作地接合的结构。进一步地例如，原始设备制造商使用的某些刮水器臂组件包括通常称为与“梁刀片式”刮水器组件可操作地接合的“钩”；“销钉”；“夹紧接头（pinch-tab）”；“按钮”或者“侧锁(sidelock)”连接部件的连接部件。因此，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的连接部件38的联接器40可以包括用于与用于梁刀片式刮水器组件的这些不同的连接部件中的至少一种或多种可操作地接合的结构。
连接部件38进一步包括可操作地连接到刮水器组件10的载架42。联接器40可枢转地连接到载架42。本领域的普通技术人员可以理解，虽然联接器40可枢转地连接到载架42，联接器40可以可枢转地固定的方式连接或者可以从载架42拆卸，以提供具有适应不同刮水器臂连接部件的可替换的联接器的刮水器组件，如以上所描述的。载架42可操作地连接到细长梁36A和36B，以更高的效率将向下的力从所述刮水器臂引导到细长梁36A和36B，用于改善擦拭作用且降低颤振的可能性。
本发明的刮水器组件10进一步包括通常用标号44表示的机翼，机翼44起到在越过待擦拭表面操作移动期间越过所述冲角范围（即在整个冲角范围内）降低风提升的可能性的作用。如图1-3所示，机翼44包括设置在连接部件38的相对端上的两部分44A和44B。然而，本领域的普通技术人员可以理解，机翼44也可以构造为具有容纳连接部件38的开口的单个单元。进一步地，例如，在刮水器组件10利用不同类型的连接部件例如侧锁式连接部件的情况下，机翼44可以由跨越刮水器组件10的整个长度的单个件制成。在任何情况下，应该理解的是，机翼44的两个部分44A和44B包括相同的结构。因此，相同的附图标记将用于描述机翼44的两个部分44A和44B的结构。
特别地，参考图4-5c，机翼44包括通常用标号46表示的连接部分、以及通常用标号48表示的上部。更具体地，连接部分46和上部48都通过挤出工艺制造，其中这些部件可以通过热熔（heatstaking）或者连接挤出材料的其他常规已知的方法连接。本领域的普通技术人员可以理解，连接部分46和上部48也可以通过超声波焊接连接。
连接部分46分别包括第一锚接部分50和第二锚接部分52。第一锚接部分50和第二锚接部分52中的每个包括分别限定在其中的凹槽50A和52A，凹槽50A和52A朝着彼此定向且适于与细长梁36A和36B的一部分接合。因此，细长梁36A和36B与凹槽50A和52A以及擦拭元件18的第一通道30和第二通道32可操作地接合，由此将机翼44、擦拭元件18以及细长梁36A和36B连接在一起。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，机翼44、细长梁36A和36B以及擦拭元件18可以通过其他方式例如粘合剂或者通过使用将擦拭元件18连接到细长梁36A和36B或者将细长梁36A和36B连接到机翼44的另外的结构例如定位件或花键连接在一起。然而，图1-5C所示的实施例减少制造工艺中的步骤以及如果通过粘合剂或另外的结构连接机翼44、擦拭元件18以及细长梁36A和36B将需要的另外的部件。
特别地，参考图4，第一锚接部分50进一步包括从其下垂的裙部54。裙部54向下且以相对于刮水器组件10的水平轴线（X）成预定角远离第一锚接部分50延伸，以便提供改善的风提升阻力。更特别地如图6所示，裙部54以相对于由细长梁36A和36B限定的水平轴线（X）成80°（±l°）的临时停留角（layover angle）从第一锚接部分50延伸，以提供越过所述预定冲角范围（即在整个所述预定冲角范围内）的70°到90°（±l°）的裙部临时停留角范围，用于改善空气朝向上部48的偏移且降低作用在擦拭元件18的向前区域上的拖拽力和提升力。然而，本领域的普通技术人员可以理解，可能存在诸如裙部54的结构不是所需的某些环境。因此，应该理解的是，裙部54是可以包括或者可以不包括在刮水器组件10内的可选结构。
特别地参考图5A-5C，机翼44的上部48进一步包括第一基座区域56、第二基座区域58和分别设置在第一基座区域56与第二基座区域58之间的桥部60。第一基座区域56和第二基座区域58与第一锚接部分50和第二锚接部分52对应，以提供底座，在所述底座之上上部48连接到连接部分46，如以上所讨论的。桥部60与所述第一基座区域56和第二基座区域58以及第一锚接部分50和第二锚接部分52协作，以限定出适于容纳擦拭元件18的头部26且容纳机翼44和擦拭元件18与细长梁36A和36B的适当连接的袋部62。袋部62提供擦拭元件18的头部26与桥部60之间的间隔。以这种方式，在刮水器组件10越过风挡16操作移动期间，袋部62提供了桥部60的增加的柔性。所述间隔提供了机翼44沿着桥部60弯曲的能力，用于改善在高速度时的风提升阻力。更具体地，在刮水器组件10的操作移动期间，袋部62增强了上部48相对于细长梁36A和36B的柔性，以有效地利用气流产生作用在刮水器组件10上的向下的力，由此降低风提升。另外，所述间隔使机翼44能够用于具有不同结构构造或尺寸的擦拭元件。因此，袋部62与机翼44以及本发明的梁刀片式风挡刮水器组件10的其他结构配合且进一步增强机翼44以及本发明的梁刀片式风挡刮水器组件10的其他结构。
返回来参考图4-5C，上部48包括从第一基座区域56朝向第二基座区域58延伸的轮廓（contoured，或称为起伏状）引导面64。更具体地，轮廓引导面64包括从邻近第一基座区域56的裙部54起且越过桥部60延伸的凸面段65。轮廓引导面64进一步包括从凸面段65延伸到所述机翼的翼部的下沉段66，如下面更详细地描述的。轮廓引导面64适于产生从裙部54越过机翼44传递气流的区域，以提高作用在刮水器组件10上的向下的力且压迫擦拭元件18接触风挡16，用于改善风提升阻力。而且，当刮水器组件10越过弯曲的风挡16移动时，轮廓引导面64降低在整个预定冲角范围（80°-110±1°）内的操作移动期间越过机翼44出现的拖拽力和提升力（图7）。
机翼44进一步包括通常用标号68表示的翼部。在挤出工艺期间，翼部68在上部48内一体地形成。然而，本领域的普通技术人员可以理解，翼部68可以在单独的工艺中制造且随后通过粘合剂、超声波焊接，或者通过连接结构例如榫槽连接件连接到上部48。翼部68包括前面70、尾面72和翼尖74。前面70和尾面72从机翼44沿着预定收敛角朝向翼尖74向外延伸。机翼相对于所述刮水器组件的水平轴线（X）的角通常称为“临时停留角（layoverangle）”。临时停留角的功效显示了与所述预定冲角范围的直接关系。
如图6所示，翼部68的前面70以45°（±l°）的预定临时停留角从上部48向外延伸。因此，在刮水器组件10越过待擦拭表面操作移动期间，前面70的预定临时停留角提供了贯穿所述冲角范围（即在整个冲角范围内）的35°到55°（±l°）的前面临时停留角范围，以增加机翼44上的向下的力，用于改善风提升阻力。尾面72以60°（±l°）的预定临时停留角从上部48向外延伸。因此，在刮水器组件10越过待擦拭表面操作移动期间，尾面72的预定临时停留角提供了贯穿所述冲角范围（即在整个冲角范围内）的50°到70°（±l°）的尾面临时停留角范围，以降低作用在刮水器组件10上的拖拽力且改善风提升阻力。
参考图1-3，本发明的刮水器组件10进一步包括通常用标号80表示的帽部，以封闭机翼44。帽部80包括邻近连接部件38设置的中间帽80A以及适于与刮水器组件10的纵向端12和14可操作地接合的端帽80B。帽部80包括大体模拟机翼44的轮廓的轮廓，以保持刮水器组件10的优化的风提升特性且提供增加的审美价值。而且，帽部80适于防止水、冰、和碎片渗入袋部62、通道30和32、以及狭槽50A和52A，水、冰、和碎片渗入袋部62、通道30和32、以及狭槽50A和52A可能妨碍刮水器组件10正确操作。特别地参考图2，端帽80B延伸超出刮水器组件10的纵向端12和14，以利于擦拭元件18的外部末端与待擦拭表面之间的接触。更具体地，端帽80B提供了邻近刮水器组件10的纵向端12和14的增加的质量，这防止了由风提升以及从刮水器臂通过细长梁36A和36B分布到这个区域的力的下降的组合造成的沿着擦拭元件18的末端的局部颤振，如以上所描述的。
参考图5A-5C所示的实施例，刮水器组件10包括第一细长梁36A和第二细长梁36B以及两件式的机翼44。然而，存在需要使用具有单个细长梁以及一件式的机翼的刮水器组件的情况。因此，在图6A-6C中，其中相对于图5A-5C所示的本发明的实施例增加100的相同的标号用于表示相同的结构，刮水器组件的另一个实施例通常用标号110表示。刮水器组件110与图5A-5C所示的刮水器组件10类似，因此除了下面清楚地提及的。这里将不重复描述所说明的结构。
根据图6A-6C所示的实施例，刮水器组件110包括擦拭元件118，擦拭元件118在由相对于竖直轴线（Y）的角α限定的预定冲角范围内接触待擦拭表面。与图5A-5C所示的实施例类似，刮水器组件110的这个实施例提供了在预定冲角范围内接触待擦拭表面的擦拭元件118，所述预定冲角范围是相对于与风挡16垂直的方向为±10°的范围。刮水器组件110进一步包括连接部件138，连接部件138具有与图5A-5C所示的实施例类似的联接器140和载架142。
和图5A-5C所示的实施例不同，图6A-6C所示的刮水器组件110包括与擦拭元件118可操作地接合的单个细长梁136。更具体地，细长梁136包括限定在细长梁136的中心部分内的狭槽190。狭槽190适于容纳擦拭元件118，这样第一通道130和第二通道132与细长梁136接合。在图6A-6C所示的实施例中，狭槽190由细长梁136包围。然而，本领域的普通技术人员可以理解，细长梁136可以包括空隙或敞开的纵向端，以便于擦拭元件118安装在狭槽190内。因此，当细长梁136包括空隙或敞开的纵向端时，刮水器组件110也可以包括定位件、夹子或者将擦拭元件118紧固在狭槽190内的其他工具。而且，本领域的普通技术人员可以理解，细长梁136由与参考图5A-5C所示的实施例所讨论的相同的材料制成且以与参考图5A-5C所示的实施例所述讨论的相同的方式制成，因此相对于图6A-6C所示的实施例通过参考结合，如所讨论的可选的构造材料和方法。
刮水器组件110进一步包括机翼144，机翼144起到在刮水器组件110越过待擦拭表面操作移动期间越过所述冲角范围降低风提升的作用。和图5A-5C所示的实施例不同，其中机翼44包括分开的连接部分46和上部48，图6A-6C所示的机翼144包括一体的连接部分146和上部148，以形成整体的机翼144。连接部分146包括与细长梁136的一部分接合的凹槽150A和152A。因此，细长梁136与凹槽150A和152A以及擦拭元件118的第一通道130和第二通道132可操作地接合，由此将机翼144、擦拭元件118和细长梁136连接在一起。
连接部分146进一步包括以相对于刮水器组件110的水平轴线（X）成80°（±1°）的预定临时停留角从连接部分146下垂的裙部154，以便提供改善的风提升阻力。因此，裙部154提供了贯穿整个预定冲角范围（即在整个冲角范围内）的70°到90°（±1°）的裙部临时停留角范围，用于改善空气朝向上部148的偏移且降低作用在擦拭元件118的向前区域上的拖拽力和提升力。本领域的普通技术人员可以理解，某些结构例如裙部154不是某些环境所需的。因此，应该理解的是裙部154是可以包含或者可以不包含在刮水器组件110内的可选结构。
机翼144进一步包括翼部168，翼部168具有前面170、尾面172和翼尖174。前面170和尾面172从机翼144沿着预定收敛角朝向翼尖174向外延伸。翼部168的前面170以45°（±1°）的预定临时停留角从上部148向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围（即在整个冲角范围内）的35°到55°（±1°）的前面临时停留角范围，以增加机翼144上的向下的力，用于改善风提升阻力。尾面172以60°（±1°）的预定临时停留角从上部148向外延伸，以提供贯穿整个冲角范围（即在整个冲角范围内）的50°到70°（±1°）的尾面临时停留角范围，以降低作用在刮水器组件110上的拖拽力且改善风提升阻力。
本发明的每个梁刀片式刮水器组件10、110包括用于改善擦拭性能的机翼44、144。因此，如图7显示的，本发明降低了邻近擦拭元件18、118的提升力和拖拽力，以降低风提升且在越过待擦拭表面移动期间改善贯穿整个冲角范围的擦拭性能。进一步地，本发明包括具有轮廓引导面64、164的机翼44、144，轮廓引导面64、164引导气流朝向翼部68、168，以提供接纳将刮水器组件10、110压到风挡16内的向下的力的区域。因此，本发明增加了向下的力，用于在刮水器组件10、110越过风挡16操作移动期间改善在整个冲角范围内的擦拭性能（图6）。又进一步地，本发明包括翼部68、168，翼部68、168具有前面70、170，前面70、170以45°（±1°）的预定临时停留角从机翼44、144延伸，以容纳来自引导面64、164的气流且产生擦拭元件18、118上的增加的向下的力。因此，本发明优化了在整个冲角范围内的风提升阻力，用于改善擦拭性能。又进一步地，本发明包括翼部68、168，翼部68、168具有尾面72、172，尾面72、172以60°（±1°）的预定临时停留角从机翼44、144延伸，以降低在越过风挡16操作移动期间沿着刮水器组件10、110的这个区域在所述冲角范围内的提升力和拖拽力。因此，本发明降低了引起风提升的力，由此改善擦拭性能。
上面已经以说明的方式描述了本发明。需要理解的是，已经使用的术语旨在用于说明，而不是用于限制。考虑到上述教导可能进行许多修改和变型。因此，在所附权利要求的范围内，本发明可以以具体描述以外的方式实施。

Claims (17)

1.一种用于汽车的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，包括：
擦拭元件(18)，所述擦拭元件(18)适于在预定冲角范围内大体接触待擦拭表面，所述预定冲角范围是相对于与所述待擦拭表面垂直的方向成±10°的范围；
至少两个弹性柔性的细长梁(36A、36B)，所述至少两个弹性柔性的细长梁(36A、36B)相对于彼此大体平行地延伸，所述至少两个弹性柔性的细长梁(36A、36B)与所述擦拭元件(18)可操作地接合且适于对所述擦拭元件(18)施加向下的力；
连接部件(38)，所述连接部件(38)安装到所述细长梁(36A、36B)且适于可释放地连接到刮水器臂；和
机翼(44)，所述机翼(44)具有可操作地连接到所述细长梁(36A、36B)的连接部分(46)和可操作地连接到所述连接部分(46)的上部(48)，所述上部(48)包括翼部(68)，所述翼部(68)具有大体平的前面(70)和尾面(72)，所述前面(70)以相对于由所述细长梁(36A、36B)限定的水平轴线(X)成45°±l°的预定角从所述上部(48)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的35°到55°(±l°)的前面临时停留角范围且所述尾面(72)以预定收敛角从所述上部(48)向外延伸，所述上部(48)进一步包括轮廓引导面(64)，所述轮廓引导面(64)与所述前面(70)相邻以朝向所述翼部(68)传递气流，所述轮廓引导面(64)具有远离所述翼部(68)的凸面段(65)和邻近所述翼部(68)的下沉段(66)，所述翼部(68)和所述轮廓引导面(64)协作以增加作用在所述机翼(44)上的向下的力，用于改善风提升阻力且降低拖曳力。
2.根据权利要求1所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述机翼(44)进一步包括裙部(54)，所述裙部(54)以预定角远离所述连接部分(46)向下延伸，以在越过所述待擦拭表面的操作移动期间引导空气向所述上部(48)行进。
3.根据权利要求2所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述裙部(54)以相对于由所述细长梁(36A、36B)限定的水平轴线(X)成80°(±l°)的预定角远离所述连接部分(46)向下延伸，以提供贯穿所述冲角范围的70°到90°(±l°)的裙部临时停留角范围，用于改善空气朝向所述上部(48)的偏移。
4.根据权利要求1所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述尾面(72)以相对于由所述细长梁(36A、36B)限定的水平轴线(X)成60°±l°的预定角从所述上部(48)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的50°到70°(±l°)的尾面临时停留角范围，以降低在操作移动期间作用在所述刮水器组件(10)上的拖拽力。
5.根据权利要求1所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述连接部件(38)包括：载架(42)，所述载架(42)安装到所述细长梁(36A、36B)上；和联接器(40)，所述联接器(40)可枢转地连接到所述载架(42)且适于可释放地接合刮水器臂的一部分。
6.根据权利要求1所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述连接部分(46)进一步包括第一锚接部分和第二锚接部分(50、52)，所述第一锚接部分和第二锚接部分(50、52)具有凹槽(50A、52A)，所述凹槽(50A、52A)朝着彼此定向以容纳所述细长梁(36A、36B)。
7.根据权利要求6所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10)，其中所述上部(48)进一步包括：第一基座区域(56)和第二基座区域(58)，所述第一基座区域(56)和第二基座区域(58)分别连接到所述第一锚接部分和第二锚接部分(50、52)；和桥部(60)，所述桥部(60)设置在所述第一基座区域和第二基座区域(56、58)之间且与所述第一和第二基座区域(56、58)和所述第一和第二锚接部分(50、52)协作以限定出适于容纳所述擦拭元件(18)的一部分的袋部(62)。
8.一种用于汽车的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，包括：
擦拭元件(118)，所述擦拭元件(118)适于在预定冲角范围内大体接触待擦拭表面，所述预定冲角范围是相对于与所述待擦拭表面垂直的方向成±10°的范围；
弹性柔性细长梁(136)，所述弹性柔性细长梁(136)可操作地接合到所述擦拭元件(118)且适于对所述擦拭元件(118)施加向下的力；
连接部件(138)，所述连接部件(138)安装到所述细长梁(136)且适于可释放地连接到刮水器臂的一部分；和
机翼(144)，所述机翼(144)具有一体的连接部分(146)和上部(148)，所述连接部分(146)可操作地接合到所述细长梁(136)，且所述上部(148)包括翼部(168)，所述翼部(168)具有大体平的前面(170)和尾面(172)，所述前面(170)以相对于由所述细长梁(136)限定的水平轴线(X)成45°±l°的预定角从所述上部(148)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的35°到55°(±l°)的前面临时停留角范围且所述尾面(172)以预定收敛角从所述上部(148)向外延伸，所述上部(148)进一步包括轮廓引导面(64)，所述轮廓引导面(164)与所述前面(170)相邻以朝向所述翼部(168)传递气流，所述轮廓引导面(164)具有远离所述翼部(168)的凸面段(165)和邻近所述翼部(168)的下沉段(166)，所述翼部(168)和所述轮廓引导面(164)协作以在越过所述待擦拭表面的操作移动期间增加作用在所述机翼(144)上的向下的力，用于改善风提升阻力且降低拖曳力。
9.根据权利要求8所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述机翼(144)进一步包括裙部(154)，所述裙部(154)以预定角从所述连接部分(146)向下延伸，以在越过所述待擦拭表面的操作移动期间引导空气向所述上部(148)行进。
10.根据权利要求9所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述裙部(154)以相对于由所述细长梁(136)限定的水平轴线(X)成80°±l°的预定角远离所述连接部分(146)向下延伸，以提供贯穿所述冲角范围的70°到90°(±l°)的裙部临时停留角范围，用于改善空气朝向所述上部(148)的偏移。
11.根据权利要求8所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述尾面(172)以相对于由所述细长梁(136)限定的水平轴线(X)成60°±l°的预定角从所述上部(148)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的50°到70°(±l°)的尾面临时停留角范围，以降低在操作移动期间施加在所述刮水器组件(110)上的拖拽力。
12.根据权利要求8所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述细长梁(136)包括狭槽(190)，所述狭槽(190)限定在所述细长梁(136)内，所述狭槽(190)适于容纳所述擦拭元件(118)的一部分，以便于所述细长梁(136)和所述擦拭元件(118)之间可操作地接合。
13.根据权利要求12所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述擦拭元件(118)进一步包括上段(120)和接触所述待擦拭表面的下段(122)，所述上段(120)包括延伸在所述狭槽(190)之间的头部(126)。
14.根据权利要求8所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述连接部件(138)包括：载架(142)，所述载架(142)安装到所述细长梁(136)；和联接器(140)，所述联接器(140)可枢转地连接到所述载架(142)且适于可释放地接合刮水器臂的一部分。
15.根据权利要求8所述的梁刀片式风挡刮水器组件(110)，其中所述上部(148)和所述连接部分(146)协作以在所述机翼(144)内限定出袋部(162)，所述袋部(162)适于容纳所述擦拭元件(118)的一部分，所述连接部分具有相对的凹槽(150A、152A)，所述凹槽(150A、152A)限定在所述袋部(162)内且朝着彼此定向，以容纳所述细长梁(136)的一部分。
16.一种用于汽车的梁刀片式风挡刮水器组件(10、110)，包括：
擦拭元件(18、118)，所述擦拭元件(18、118)适于在预定冲角范围内大体接触待擦拭表面，所述预定冲角范围是相对于与所述待擦拭表面垂直的方向成±10°的范围；
至少两个弹性柔性细长梁(36A、36B)，所述至少两个弹性柔性细长梁(36A、36B)相对于彼此大体平行地延伸，所述至少两个弹性柔性细长梁(36A、36B)可操作地接合到所述擦拭元件(18、118)且适于对所述擦拭元件(18、118)施加向下的力；
连接部件(38、138)，所述连接部件(38、138)具有：载架(42、142)，所述载架(42、142)安装到所述细长梁(36A、36B)；和联接器(40、140)，所述联接器(40、140)可枢转地连接到所述载架(42、142)且适于可释放地接合刮水器臂的一部分；和
机翼(144)，所述机翼(144)具有可操作地连接到所述细长梁(36A、36B)的连接部分(146)和一体地连接到所述连接部分(146)的上部(148)，所述上部(148)包括翼部(168)和从所述连接部分(146)朝向所述翼部(168)传递气流的轮廓引导面(164)，
其中，所述翼部(168)进一步包括大体平的前面(170)和尾面(172)，所述前面(170)以相对于由所述细长梁(36A、36B)限定的水平轴线(X)成45°±l°的预定角从所述上部(148)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的35°到55°(±l°)的前面临时停留角范围且所述尾面(172)以预定收敛角从所述上部(148)向外延伸，所述轮廓引导面(164)邻近所述前面(170)以朝向所述翼部(168)传递气流，所述轮廓引导面(164)具有远离所述翼部(168)的凸面段(165)和邻近所述翼部(168)的下沉段(166)，所述翼部(168)和所述轮廓引导面(164)协作以在越过所述待擦拭表面的操作移动期间增加施加在所述机翼(144)上的所述向下的力，用于改善风提升阻力且降低拖曳力。
17.根据权利要求16所述的梁刀片式风挡刮水器组件(10、110)，其中所述尾面(172)以相对于由所述细长梁(36A、36B)限定的水平轴线(X)成60°±l°的预定角从所述上部(148)向外延伸，以提供贯穿所述冲角范围的50°到70°(±l°)的尾面临时停留角范围，以降低在操作移动期间施加在所述刮水器组件(10、110)上的拖拽力。
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