CN103847696B - 车辆雨刮器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的雨刮器系统，包括衬套座，其限定出轴向延伸的轴孔，用于将支撑着雨刮器系统的雨刮臂的支撑轴可转动地安装在所述轴孔内；固定元件，其被固定到所述车辆的车体；其中，所述固定元件与所述衬套座被配置成通过可解锁的锁合结构可拆卸地接合在一起，正常使用状态下，所述锁合结构锁合并且所述固定元件与所述衬套座因此而接合在一起，当超过预定阈值的轴向载荷或载荷的轴向分量施加到所述支撑轴上时，所述锁合结构解锁并且所述固定元件和所述衬套座因此而脱离接合，以允许所述支撑轴朝向车体移动。

Description

车辆雨刮器系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的雨刮器系统，其包括固定元件和衬套座，所述固定元件与所述衬套座被配置成可拆卸地接合。

背景技术

随着各国对行人安全保护的重视程度越来越高，有关对行人撞击保护的规定也越来越多越来严格。例如，在行人被车辆撞击时，尤其是行人的头部撞击到车辆的雨刮器系统上将是非常严重的，这将使行人的头部受伤。

用于车辆的雨刮器系统通常包括设置于一侧或者设置于司机侧和副驾侧之间的马达总成；与马达总成连接的连杆组件；和雨刮臂组件，雨刮臂组件包括用于在挡风玻璃上做往复式摆动的雨刮片。特别地，所述连杆组件包括支撑轴和支撑轴安装其内的衬套座，衬套座被固定地安装到车体上。

传统地，衬套座可通过两个（图3a）或三个（图3b）紧固件例如螺钉安装到车体，或者通过本体部（图3c）固定到车体。衬套座的本体部通常形成为圆柱形，其被形成于轴孔，支撑轴被安装于所述轴孔内并且能够在其内转动。

一方面，要求衬套座刚性足够好，以保证在所有环境中雨刮臂具有相同的摆角，例如挡风玻璃干燥的情况下具有摆动速度V1，在挡风玻璃湿润的情况下具有摆动速度V2。

支撑轴、马达总成的电机的位置，以及衬套座到车体上的固定位置必须保持稳定不变，即便在恶劣天气情况下，例如积雪很厚。在这种情况下，雨刮器系统及其部件以及所有连接都承受很大的阻力和力矩，这就要求衬套座必须能够承受这些载荷并且不会塑性弯曲。

另一方面，当行人，尤其是头部，撞击到暴露在外的支撑轴上时，刚性的衬套座使得支撑轴不能缓冲或吸收撞击力，而对行人头部造成非常严重的创伤。

希望提供一种能够克服上述缺陷且能够适用于不同应用中的雨刮器系统。

发明内容

本发明的目的是避免或降低对撞击到车辆的雨刮器系统上的行人尤其是行人的头部的伤害。

为此目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的雨刮器系统，包括衬套座，其限定出轴向延伸的轴孔，用于将支撑着雨刮器系统的雨刮臂的支撑轴可转动地安装在所述轴孔内；固定元件，其被固定到所述车辆的车体；其中，所述固定元件与所述衬套座被配置成通过可解锁的锁合结构可拆卸地接合在一起，正常使用状态下，所述锁合结构锁合并且所述固定元件与所述衬套座因此而接合在一起，当超过预定阈值的轴向载荷或载荷的轴向分量施加到所述支撑轴上时，所述锁合结构解锁并且所述固定元件和所述衬套座因此而脱离接合，以允许所述支撑轴朝向车体移动。

根据一个优选实施例，所述衬套座是注射成型的一体件。

根据一个优选实施例，所述锁合结构包括设置于所述固定元件和/或所述衬套座上的第一锁合特征以及设置于所述衬套座和/或所述固定元件上的与所述第一锁合特征相配合的第二锁合特征。

根据一个优选实施例，所述第一锁合特征是设置于所述固定元件和/或所述衬套座上的弯钩，所述第二锁合特征是所述衬套座和/或所述固定元件的垂直于轴向的表面。

根据一个优选实施例，所述第一锁合特征是设置于所述固定元件和/或所述衬套座上的弯钩，所述第二锁合特征是设置于所述衬套座和/或所述固定元件上的与所述弯钩相配合的切口。

根据一个优选实施例，所述固定元件是弹性垫圈，优选地，所述固定元件是金属件。

根据一个优选实施例，所述第一锁合特征是所述弹性垫圈的内边缘，所述第二锁合特征是所述衬套座的外表面或形成在所述衬套座的外表面上的外螺纹。

根据一个优选实施例，，所述衬套座被形成有凸台，所述凸台被构造成与形成在车体上的孔配合而将所述衬套座定位到车体。

根据一个优选实施例，所述衬套座包括与车体连接在一起的第一构件和可相对于所述第一构件移动的第二构件，当第二构件与所述固定元件接合在一起时，所述固定构件与所述衬套座接合在一起，当第二构件与所述固定元件脱离接合时，所述衬套座的第二元件和所述支撑轴一起相对于所述衬套座的第一构件朝向车体移动。

根据一个优选实施例，所述衬套座的第一构件被形成有孔，并且通过紧固件与车体紧固在一起，优选地，所述紧固件是螺栓。

根据一个优选实施例，所述第一锁合特征是所述弹性垫圈的内边缘，所述第二锁合特征是所述衬套座的第二构件的外表面或形成在所述衬套座的第二构件的外表面上的外螺纹。

根据一个优选实施例，所述衬套座是由可变形的材料，例如不带玻璃纤维的塑料材料，制成的零件。

根据本发明的雨刮器系统包括通过锁合结构的可拆卸地接合在一起的固定元件和衬套座，所述锁合结构被配置成当作用到支撑轴上的轴向力或者力的轴向力分量超过某一预设阈值时解锁。具体地，固定元件或衬套座的弯钩从衬套座或固定元件的孔或凹部中脱出或者弹性垫圈脱离与衬套座的接合，从而支撑轴和衬套座或衬套座的一部分一起朝向车体发生移动，产生的撞击力至少部分地得到减小或吸收，减轻或避免了对行人的伤害。另外，包括上述衬套座的根据本发明的雨刮器系统成本相对较低。

附图说明

从下面结合附图描述的本申请的优选实施例中可以更好地理解本申请的上述和其它特征和优势，其中：

图1是中央驱动的松散式雨刮器系统的示意图，其中，雨刮器系统的马达总成位于司机侧和副驾侧之间的中间位置；

图2是串联驱动的松散式雨刮器系统的示意图，其中，雨刮器系统的马达总成不在司机侧和副驾侧之间而是位于司机侧外面；

图3a-3c是根据现有技术的雨刮器系统的衬套座到车辆车体的三种固定方式；

图4a是根据本发明第一优选实施例的雨刮器系统的局部示意图，图4b是图4a中x部分的局部放大图；

图4c是载荷作用在支撑轴上时与图4a对应的示意图，图4d是图4c中y部分的局部放大图；

图5a是根据本发明第二优选实施例的雨刮器系统的局部示意图，图5b是图5a中x部分的局部放大图；

图5c是载荷作用在支撑轴上时与图5a对应的示意图，图5d是图5c中y部分的局部放大图；

图6a是根据本发明第三优选实施例的雨刮器系统的局部示意图，图6b是图6a中x部分的局部放大图；

图6c是载荷作用在支撑轴上时与图6a对应的示意图，图6d是图6c中y部分的局部放大图；

图7a是根据本发明第四优选实施例的雨刮器系统的局部示意图，图7b是载荷作用在支撑轴上时与图7a对应的示意图；以及

图8a是根据本发明第五优选实施例的雨刮器系统的局部示意图，图8b是载荷作用在支撑轴上时与图8a对应的示意图。

具体实施方式

附图中，功能或结构相同或类似的部件或装置用相同的参考标记表示，除非特别指出。

根据本发明的雨刮器系统被装备到车辆上用于从挡风玻璃上清除尘土、落叶、道路碎屑、沉积物及类似物并且用于保持驾驶员的视野清晰。

图1和图2示出了当下常见的两种松散式雨刮器系统（Loose Link WiperSystem）100。

车辆的雨刮器系统100通常包括驱动组件12，在本领域中也被称为马达总成，用于为雨刮器系统100提供动力。驱动组件12包括电机18和减速机构14。电机18通常为永磁直流电机，而减速机构14为本领域内已知的常用减速机构。电机18和减速机构14分别通过电机壳体和齿轮箱固定于车体上。图1中，雨刮器系统100的驱动组件12设置于司机侧和副驾侧之间，而图2中的驱动组件12设置于司机侧的外面。

与驱动组件12相接的为连杆组件24。连杆组件24包括司机侧连杆22和副驾侧连杆26。在图1中，雨刮器系统100的司机侧连杆22和副驾侧连杆26都直接与位于它们中间的驱动组件12相连。而在图2中，司机侧连杆22与驱动组件12相连，副驾侧连杆26和司机侧连杆22串联连接。

车辆的雨刮器系统100的连杆组件24还包括两个支撑轴组件，分别是位于司机侧的支撑轴组件32，其连接着连杆组件24的司机侧连杆22和位于司机侧的雨刮臂组件（未示出），以及位于副驾侧的支撑轴组件34，其连接着连杆组件24的副驾侧连杆26和位于副驾侧的雨刮臂组件（未示出）。

车辆的雨刮器系统100还包括上述两个雨刮臂组件（图中未示出），分别对应于车辆的司机侧和副驾侧。每个雨刮臂组件包括雨刮臂。司机侧雨刮臂组件和副驾侧雨刮臂组件分别支撑着雨刮片，雨刮片作为雨刮器系统的执行部件，被驱动组件12驱动而进行往复摆动运动。

根据本发明的雨刮器系统100的支撑轴组件32和34分别包括支撑轴42和44，摇臂62和64，以及支撑轴42和44安装于其内并且在其内转动的衬套座52和54。支撑轴42和44包括连接至摇臂62和64的下端以及与雨刮臂组件连接的上端。本文中，支撑轴42的延伸方向被定义为轴向，术语“向下”的方向指从与雨刮臂组件连接的上端朝向连接摇臂62和64的下端的方向。

通常衬套座52和54被固定于车体上。电机18接通时，电机18的转动运动通过减速机构14传递至连杆组件24。当连杆组件24致动摇臂62和64时，支撑轴42和44在衬套座52和54内转动，从而带动相应侧的雨刮臂组件的雨刮片在前或后挡风玻璃上进行摆动运动。

根据本发明的雨刮器系统100的支撑轴组件包括固定于车体上的第一元件，也称为固定元件，以及支撑轴安装于其内的第二元件，也就是衬套座。

通常使用状态中，固定元件和衬套座通过锁合结构接合在一起，将雨刮臂组件、雨刮臂组件上的雨刮片固定于车体上。当超过某一预定阈值的轴向力或力的轴向力分量在向下的方向上作用于支撑轴上时，例如行人或行人的头部撞击到雨刮器系统的支撑轴上时，根据本发明的雨刮器系统的固定元件或衬套座发生变形或被破坏并且脱离接合，锁合结构脱开。雨刮臂组件、支撑轴一起朝向车体移动，产生的撞击力被至少部分地减小或吸收，很大程度上保护行人不受伤害。

下面参考附图描述根据本发明的雨刮器系统100的具体实施例。图4a-4d示出了根据第一优选实施例的雨刮器系统100的司机侧支撑轴组件32的一部分。当然，本领域内的技术人员应了解，不仅对于图4a-4d所示的第一优选实施例，而且对于根据本发明的所有实施例，对司机侧支撑轴组件32的描述同样适用于副驾侧支撑轴组件34。

如图4a和4b所示，雨刮器系统100的支撑轴组件32包括固定元件51和衬套座52。固定元件51包括用于固定到车体的凸缘72和与衬套座52相接合的第二部分74。在固定元件51的凸缘72上形成有用于将固定元件51固定到车体的固定特征20。在本实施例中，固定特征20可以是紧固件例如螺栓能够穿过的通孔。例如，均布的两个或更多个通孔可以被提供于固定元件51上。

衬套座52可以是注射成型的一体件，衬套座52可由塑料制成，优选地，由不带玻璃纤维的塑料材料制成，以使衬套座52具有很好的承载能力。衬套座52被形成有安装支撑轴42的轴孔，支撑轴42能够直接在塑料制成的衬套座52内转动，不需要专门的轴承。

根据本第一优选实施例的雨刮器系统100的锁合结构包括固定元件51上的第一锁合特征和衬套座52上的第二锁合特征。

第一锁合特征被配置为形成于固定元件51的第二部分74上的孔70。第二锁合特征包括衬套座52上的可弹性变形的腿部81和弯钩82。在非变形的状态下，腿部81基本上平行于轴向延伸，而弯钩82基本上垂直于腿部81延伸。锁合结构的锁合通过弯钩82被接纳于固定元件51的孔70内而实现，从而固定元件51和衬套座52接合在一起。

衬套座52的弯钩82上形成有斜面84。衬套座52的腿部81与衬套座52的本体部90之间存在间隙95。

正常使用状态下，固定元件51的孔70容纳着衬套座52的弯钩82，固定元件51和衬套座52接合在一起。通过固定元件51的固定特征20，雨刮臂组件、其支撑轴42以及衬套座52被固定于车体上。

当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时，衬套座52的弯钩82上斜面84的存在有助于衬套座52的弯钩82趋于朝向衬套座52的本体部90移动，即，衬套座52的弯钩82如图4c和4d所示地变形到间隙95内。锁合结构脱开，固定元件51和衬套座52脱离接合，支撑轴42可以与衬套座52一起朝向车体移动，如此很大程度上保护行人不受伤害。

本领域内的技术人员可以理解，固定元件51的孔70可以不必须如图4a-4d所示为通孔，其可以为一端封闭的盲孔。

图4a示出了衬套座52的表面520与固定元件51的表面510之间的距离D，图4c示出了衬套座52与支撑轴42一起朝向车体移动之后的距离d，距离d小于距离D。示意其它实施例的图示中也示意了距离d和D。

图5a-5d示出了根据本发明第二实施例的雨刮器系统100的一部分。雨刮器系统100的固定元件51具有表面510，而雨刮器系统100的衬套座52具有表面520，正常使用状态下，表面510和表面520之间的距离为D。

同样，雨刮器系统100的固定元件51包括用于固定到车体的凸缘72和与衬套座52相接合的第二部分74。与上述实施例不同的是，根据本实施例的锁合结构包括形成于固定元件51的第二部分74上的弯钩76，并且包括形成于衬套座52上的被配置用于容纳固定元件51的弯钩76的凹部86，如图5a以及图5b的放大图所示。

固定元件51的弯钩76包括斜面761，其被配置用于与衬套座52的斜面762相接合。

当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时时，衬套座52的斜面762沿着固定元件51的弯钩76的斜面761向下移动，同时固定元件51的弯钩76远离固定元件52的本体部90变形而从衬套座52的凹部86中脱开，锁合结构解锁。之后，衬套座52和支撑轴42一起继续朝向车体移动，如此，起到了至少部分减小或吸收力F的目的。

根据本发明第三优选实施例的雨刮器系统100的一部分在图6a-6d中示意性示出了。图6a和6b示出了处于正常使用位置的固定元件51和衬套座52，其中，锁合结构处于锁合状态中；而图6c和6d示出了在载荷F作用下衬套座52和支撑轴42向下移动而至少部分减小或吸收载荷F的示意图，其中，锁合结构处于解锁的状态中。

参考图6a和6b，根据本实施例的雨刮器系统100包括固定元件51和衬套座52，同样，固定元件51包括用于固定到车体的凸缘72和与衬套座52相接合的第二部分74。与前述实施例不同的是，雨刮器系统100的固定元件51和衬套座52具有双锁合结构。

具体地，第一锁合结构包括形成于衬套座52上的靠近上端的腿部102和弯钩105。衬套座52的腿部102和本体部90之间具有间隙103以允许腿部102和弯钩105变形到其内。衬套座52的弯钩105被配置成在正常使用状态下接合到固定元件51的表面510，并且当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时从固定元件51的表面510脱开。

第二锁合结构包括形成在固定元件51上的靠近下端的腿部112和弯钩115。固定元件51的弯钩115被配置成在正常使用状态下接合到衬套座52的表面530，并且当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时从衬套座52的表面530脱开。

正常使用状态中，固定元件51通过均布的两个或更多个固定特征20固定到车体上，衬套座52通过形成于其中的轴孔容纳着支撑雨刮臂10的支撑轴42。固定元件51的弯钩115钩在衬套座52的表面530上，并且衬套座52的弯钩105钩在固定元件51的表面510上。当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时，固定元件51的腿部112和弯钩115向外变形而脱开衬套座52的表面530，而衬套座52的腿部102和弯钩105弹性变形到间隙103内而脱开固定元件51的表面510。两个锁合结构都解锁，从而支撑轴42和衬套座52一起朝向车体移动，至少部分地减小或吸收了撞击力F，很大程度上保护行人不受伤害。

下面参考如图7a-7b描述根据本发明的第四实施例的雨刮器系统100。

雨刮臂10的支撑轴42安装在形成于衬套座52的轴孔内。衬套座52通过设置于其上的凸台523定位于车体200上，车体200包括与衬套座52的凸台523配合的定位孔223。

在本实施例中，与衬套座52接合的固定元件被配置为弹性垫圈51。弹性垫圈51包括内边缘515和凸形式的弓形部516。

正常使用状态下，弹性垫圈51的弓形部516抵靠着车体200、弹性垫圈51的内边缘515与衬套座52的外表面接合用于阻止衬套座52的轴向运动。优选地，衬套座52的外表面可形成有外螺纹，使得弹性垫圈51的内边缘515能够接合到所述外螺纹内。弹性垫圈51的内边缘515与衬套座52的外表面即构成本实施例中的锁合结构。

当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时，衬套座52与弹性垫圈51脱离接合，锁合结构解锁，雨刮臂10、支撑轴42以及衬套座52一起朝向车体移动，很大程度上保护行人不受伤害。

图8a-8b描述了作为第四实施例的变异的根据本发明的第五实施例。

与第四实施例不同，根据本实施例的雨刮器系统100的衬套座52包括与车体200连接在一起的第一构件521和套装在第一构件521内并且与雨刮器系统100的支撑轴42相接合的第二构件522。衬套座52的第一构件521被形成有螺纹孔524。与螺纹孔524相对应地，车体200上也形成有通孔224。根据需要，车体200的通孔224可以是光孔或螺纹孔。紧固件560，例如六角螺栓、螺钉等，穿过通孔224和螺纹孔524将衬套座52的第一构件521和车体200紧固到一起。当然，衬套座52的螺纹孔524可以是一端封闭的盲螺纹孔。

在另一实施例中，紧固件560穿过车体200的通孔224并且穿出衬套座52的螺纹孔524，通过紧固螺母进行紧固，在这种情况下，螺纹孔524也可以用光孔替代。

与第四实施例相同，弹性垫圈51的弓形部516抵靠着车体200、弹性垫圈51的内边缘515与衬套座52的第二构件522的外表面接合而被防止衬套座52的第二构件522相对于第一构件521和车体200产生轴向运动。可选地，第二构件522的外表面可设有外螺纹。

当作用到支撑轴42上的轴向力F或者力F的轴向力分量超过某一预设阈值时，衬套座52的第二构件522的外表面和弹性垫圈51脱离结合，雨刮臂10、支撑轴42以及衬套座52的第二构件522一起朝向车体移动，很大程度上保护了行人不受伤害。

综上，根据本发明的雨刮器系统的固定元件和衬套座的锁合结构可被配置成当作用到支撑轴上的轴向力或者力的轴向力分量超过某一预设阈值时，锁合结构解锁。具体地，固定元件或衬套座的弯钩从衬套座或固定元件的孔或凹部中脱出或者弹性垫圈脱离与衬套座的接合，从而支撑轴和衬套座或衬套座的一部分一起朝向车体发生移动，产生的撞击力至少部分地得到减小或吸收，减轻或避免了对行人的伤害。

上面关于本发明的多个实施例进行了描述，但本发明并不意于限制于上面描述和附图示意的实施例。关于一个实施例描述的特征同样适用于本发明的其它实施例，不同实施例的特征可相互结合形成新的实施例。在不偏离由下面的权利要求限定的实质和范围的情况下，本领域内的技术人员可以对上述实施例进行各种修改和变异。

Claims (14)

1.一种用于车辆的雨刮器系统，包括：

衬套座，其限定出轴向延伸的轴孔，用于将支撑着雨刮器系统的雨刮臂的支撑轴可转动地安装在所述轴孔内；

固定元件，其被固定到所述车辆的车体；

其中，所述固定元件与所述衬套座被配置成通过可解锁的锁合结构可拆卸地接合在一起，正常使用状态下，所述锁合结构锁合并且所述固定元件与所述衬套座因此而接合在一起，当超过预定阈值的轴向载荷或载荷的轴向分量施加到所述支撑轴上时，所述锁合结构解锁并且所述固定元件和所述衬套座因此而脱离接合，以允许所述支撑轴朝向车体移动，

其中，所述可解锁的锁合结构包括形成于所述固定元件和/或所述衬套座上的第一锁合特征以及形成于所述衬套座和/或所述固定元件上的与所述第一锁合特征相配合的第二锁合特征。

2.根据权利要求1所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座是注射成型的一体件。

3.根据权利要求1所述的雨刮器系统，其中，所述第一锁合特征是设置于所述固定元件和/或所述衬套座上的弯钩，所述第二锁合特征是所述衬套座和/或所述固定元件的垂直于轴向的表面。

4.根据权利要求1所述的雨刮器系统，其中，所述第一锁合特征是设置于所述固定元件和/或所述衬套座上的弯钩，所述第二锁合特征是设置于所述衬套座和/或所述固定元件上的与所述弯钩相配合的切口。

5.根据权利要求1所述的雨刮器系统，其中，所述固定元件是弹性垫圈。

6.根据权利要求5所述的雨刮器系统，其中，所述固定元件是金属件。

7.根据权利要求6所述的雨刮器系统，其中，所述第一锁合特征是所述弹性垫圈的内边缘，所述第二锁合特征是所述衬套座的外表面或形成在所述衬套座的外表面上的外螺纹。

8.根据权利要求5至7中任一所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座被形成有凸台，所述凸台被构造成与形成在车体上的孔配合而将所述衬套座定位到车体。

9.根据权利要求5所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座包括与车体连接在一起的第一构件和可相对于所述第一构件移动的第二构件，当第二构件与所述固定元件接合在一起时，所述固定构件与所述衬套座接合在一起，当第二构件与所述固定元件脱离接合时，所述衬套座的第二构件和所述支撑轴一起相对于所述衬套座的第一构件朝向车体移动。

10.根据权利要求9所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座的第一构件被形成有孔，并且通过紧固件与车体紧固在一起。

11.根据权利要求10所述的雨刮器系统，其中，所述紧固件是螺栓。

12.根据权利要求9至11中任一所述的雨刮器系统，其中，所述第一锁合特征是所述弹性垫圈的内边缘，所述第二锁合特征是所述衬套座的第二构件的外表面或形成在所述衬套座的第二构件的外表面上的外螺纹。

13.根据权利要求1至7、9至11中任一所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座是由可变形的材料制成的零件。

14.根据权利要求1至7、9至11中任一所述的雨刮器系统，其中，所述衬套座是由不带玻璃纤维的塑料材料制成的零件。