CN105083224A - 车辆刮水器变速箱及车辆刮水器驱动*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆刮水器变速箱及车辆刮水器驱动***，其中的变速箱包括：安装于变速箱的传动齿轮，其具有致动部；导电的第一及第二驻停信号端子，它们间隔设置；金属从动部件，其包括固定在一起的被致动部和动端子；当传动齿轮朝正方向旋转时，被致动部能被传动齿轮的致动部致动而驱动从动部件旋转，并且在从动部件的旋转周期中动端子至少在一个驻停位置上改变两个驻停信号端子之间的电导通状态；当传动齿轮从正方向改为朝反方向旋转时，致动部致动将远离被致动部运动而不驱动从动部件。本发明能够防止关闭刮水器时遇异物而反复抖动的问题，并且刮水器变速箱的结构紧凑、降低了模具成本、安装工序和人工成本。

Description

车辆刮水器变速箱及车辆刮水器驱动***

技术领域

本发明涉及车辆刮水器***的结构和控制领域；具体地说，本发明涉及车辆刮水器变速箱及包括其的车辆刮水器驱动***。

背景技术

刮水器安装于汽车的风挡玻璃、后窗玻璃甚至在某些车型的前大灯处，用于去除雨、雪或其它异物。在最通常的情况下，开启刮水器开关，刮水器电机启动旋转并且该运动转变成风挡玻璃处刮水器的往复运动，使刮水器往复刮擦玻璃以提高驾驶时的能见度。后窗玻璃及前大灯处的刮水器可分别用于改善后视能见度以及前大灯照明效果。

为了在关闭刮水器开关后使刮水器能够回复到其驻停位置（最低位置）以免妨碍驾驶员的视线，现有技术中在刮水器的变速箱中设置了刮水器驻停信号元件。图1中示出了现有技术中的一种刮水器的变速箱的壳体10以及一个传动齿轮11，在壳体10上设置有一对驻停信号端子11、13，在传动齿轮11的底面上设置有一个动端子（例如触片）14。在关闭刮水器开关后，刮水器电机继续驱动刮水器摆动，直到刮水器到达其驻停位置时，动端子14将驻停信号端子11、13短接并向电机控制器发出驻停信号，电机控制器控制电机停止。这种刮水器***的缺点是，当风挡玻璃底部有落叶、积雪或其它异物时，电机会驱动刮水器将其压紧而到达驻停位置，此时控制器控制电机停止，刮水器上不再受电机驱动力使得落叶或积雪等将刮水器推回、动端子14离开驻停信号端子11、13，电机重新获取驱动信号将刮水器驱动至驻停位置，如此反复进行，直到手动除去风挡底部的落叶、积雪或其它异物等。刮水器这样反复摆动的问题严重影响刮水器、传动机构及电机的使用寿命。

为了避免刮水器的这种反复运动，现有技术中作出了如图2中所示的改进。图2中示出了变速箱壳体20、传动齿轮21和盘形件22，在变速箱壳体20上以与图1中相同的方式设置有两个驻停信号端子（未图示），在盘形件22的底表面上以与图1中的传动齿轮相同的方式设置有动端子或触片（未图示），盘形件22的上表面上形成有伸出部23，传动齿轮21的表面上形成有伸出部24。在使用刮水器期间，电机驱动传动齿轮21以使刮水器摆动的同时，传动齿轮21的伸出部24推动盘形件22上的伸出部23，使盘形件22随传动齿轮21旋转。在关闭刮水器开关后，电机继续驱动传动齿轮21旋转，当刮水器到达驻停位置时动端子将驻停信号端子短接并发出驻停信号，电机控制器控制电机停止。此时，受压的落叶、积雪等将刮水器推起、同时带动传动齿轮21回转，由于此时传动齿轮21上的伸出部24在回转时不会带动盘形件22上的伸出部23，所以盘形件22不会反转、不会丢失使电机停止的信号。这样就避免了刮水器在驻停位置反复摆动的问题。但是，这种刮水器***中的盘形件22的使用使得变速箱的结构不够紧凑，并且额外地增加了模具成本、安装工序和人工成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够克服现有技术中的前述缺陷的车辆刮水器变速箱，并进一步提供一种包括其的车辆刮水器驱动***。

为了解决前述技术问题，本发明的第一方面提供了一种车辆刮水器变速箱，所述变速箱包括：

安装于所述变速箱的传动齿轮，所述传动齿轮设有致动部；

导电的第一驻停信号端子及第二驻停信号端子，所述第一驻停信号端子及所述第二驻停信号端子间隔地设置；以及

金属的从动部件，其包括固定在一起的被致动部和动端子；

当所述传动齿轮朝正方向旋转时，所述从动部件的被致动部能被所述传动齿轮的所述致动部致动而驱动所述从动部件旋转，并且在所述从动部件的旋转周期中所述动端子至少在一个驻停位置上改变所述第一驻停信号端子与所述第二驻停信号端子之间的电导通状态；当所述传动齿轮从正方向改为朝反方向旋转时，所述传动齿轮的所述致动部致动将远离所述从动部件的所述被致动部运动而不驱动所述从动部件。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述致动部为向着所述从动元件的第一伸出部，所述被致动部为向着所述传动齿轮的第二伸出部，所述第一伸出部能够推动所述第二伸出部。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述传动齿轮和所述致动部为一体的模塑塑料件。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述被致动部和所述动端子形成为一体。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述第一驻停信号端子具有带缺口的环形接触部，所述环形接触部围绕所述从动部件的旋转轴线固定于变速箱的壳体；所述第二驻停信号端子具有位于所述第一驻停信号端子的缺口内的驻停接触部，并且

在所述驻停位置上，所述动端子同时电接触所述环形接触部及所述驻停接触部；离开所述驻停位置时，所述动端子不接触所述第二驻停信号端子。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述从动元件还具有一端配合至所述壳体的旋转臂，所述旋转臂由导电材料制成，并且，所述第一驻停信号端子和所述动端子均电连接至所述旋转臂；所述动端子具有触点，其在所述驻停位置处电接触所述第二驻停信号端子。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述壳体上于所述旋转轴线处形成有转轴，所述旋转臂的所述一端环套在所述转轴上，并且所述第一驻停信号端子电连接至所述一端。

可选地，在如前所述的变速箱中，所述转轴上设置有弹性垫圈或垫片，压紧所述旋转臂使得所述旋转臂与所述第一驻停信号端子之间、所述触点与所述第二驻停信号端子之间均为弹性接触。

为了解决前述技术问题，本发明的第二方面提供了一种车辆刮水器驱动***，所述***包括：

如前述第一方面中任一项所述的变速箱；

用于驱动所述变速箱的电机；以及

电机控制器，其中，

在刮水器的开关被关闭后，所述电机控制器使所述电机向刮水器停驻位置驱动所述刮水器，直至所述第一驻停信号端子与所述第二驻停信号端子的电导通状态变化。

可选地，在如前所述的***中，所述变速箱内的变速装置包括由所述电机的输出轴驱动的蜗杆，并且，所述传动齿轮为与所述蜗杆配合传动的蜗轮。

可选地，在如前所述的***中，所述***还包括仅在所述动端子位于驻停位置时有效的刮水器维护开关；在其被开启时，所述电机控制器使所述电机驱动所述刮水器移动至维护位置。

通过如上设置的车辆刮水器变速箱及车辆刮水器驱动***能够有效地防止关闭刮水器时遇到落叶、积雪或其它异物而反复抖动的问题，同时刮水器变速箱的结构紧凑、降低了模具成本、安装工序和人工成本。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中：

图1示出了现有技术中的一种车辆刮水器变速箱的壳体及其中的传动齿轮的立体示意图；

图2示出了现有技术中的另一种车辆刮水器变速箱的壳体及其中的传动齿轮、盘形件的立体示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施方式中的车辆刮水器变速箱的壳体的示意图；以及

图4示出了根据本发明的一种实施方式的车辆刮水器驱动***的立体示意图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明的具体实施方式。

图3示出了根据本发明的一种实施方式中的车辆刮水器变速箱的壳体的示意图。在图3中，附图标记30表示刮水器变速箱壳体，31表示从动部件的被致动部，32表示从动部件的动端子，33表示第一驻停信号端子，34表示第二驻停信号端子，35表示第一驻停信号端子的环形接触部，36表示动端子处的触点，37表示从动部件的转轴处的弹性垫片，38表示从动部件的旋转臂，39表示从动部件的转轴。

在图示的实施方式中，壳体30可以为塑料件，其上设置了导电的第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34，这两个端子相互间隔开。可选地，这两个驻停信号端子可以是由导电金属片制成的。第一驻停信号端子33的一部分构成绕转轴39的、具有缺口的环形接触部35，第二驻停信号端子34具有位于该缺口处的驻停接触部。从动部件（包括被致动部31、动端子32和旋转臂38）的旋转臂38的一端环套在该转轴39上，并且，通过从第一驻停信号端子33沿径向朝向转轴39的伸出部分，该端电连接到第一驻停信号端子33。可以看出，在从动部件绕转轴39旋转时，动端子32将在金属片的环形接触部35上滑动。金属片制成的环形接触部35的存在能够防止过度磨损塑料壳体30。在可选的实施方式中，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34也可以采用其它形式的导电材料制成。

为了保证各个端子的接触稳定性，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34均固定在刮水器变速箱的壳体30上，例如可以通过适当个数的螺钉或铆钉等进行固定。在使用时将图3中的结构安装到刮水器***中后，该第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34的远端可以连接到向刮水器电机控制器发送驻停信号的电路中，这样，在第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34的短接时可以向刮水器电机发送驻停信号。

在此需要说明的是，在其它实施方式中，也可以设置成电导通状态的其它变化（例如断开）时向刮水器电机发送驻停信号。就图示的实施方式而言，由于第一驻停信号端子33具有带缺口的环形接触部35，其围绕金属从动部件的旋转轴线固定于变速箱的壳体30，并且第二驻停信号端子34具有位于第一驻停信号端子33的缺口内的驻停接触部，所以从动元件受致动可以绕其转轴39在环形接触部35上转动，并在动端子32从第一驻停信号端子33转换到第二驻停信号端子34上时（即“驻停位置”处）可以改变第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34的电导通状态。图示示例中为从断开状态变化成接通状态。

在此，“驻停位置”指的是当车辆刮水器处于风挡的最低位置（刮水器的初始位置）处时通过传动齿轮位置所确定的对应的从动部件位置。在车辆刮水器开关关闭的情况下，当从动部件达到该“驻停位置”时，由于两端子33和34的电导通状态变化而向电机控制器发送使电机停动的信号，电机控制器就会控制电机停动；当从动部件离开该“驻停位置”时，两端子33和34的相反的电导通状态变化而向电机控制器发送使电机运转的信号，电机控制器控制电机可以驱动车辆刮水器动作。可见，包括但不限于第一驻停信号端子33、第二驻停信号端子34和从动元件的动端子32等构成了在车辆刮水器开关关闭时有效的刮水器驻停控制机构，用于使刮水器在关闭后能够驻停在风挡的最低位置。通过以上的说明也可以了解，在车辆刮水器开关打开的情况下，该刮水器驻停控制机构失效，两个驻停信号端子的电导通状态变化不向电机控制器发送停动信号，不会影响刮水器的正常刮水动作。

为了实现对从动部件的被致动部31的驱动，该刮水器变速箱中还需要设置有与刮水器的运动相关联的致动部。例如，在可选的实施方式中可以采用如图2中所示的传动齿轮21，其上形成有致动部24。该传动齿轮21可以安装于刮水器的变速箱，当传动齿轮21受电机驱动并使刮水器运动时，致动部24推动从动部件上的被致动部31绕转轴39旋转。在具体的实施方式中，包括传动齿轮21的变速箱中的传动机构可以为蜗轮蜗杆机构，此时传动齿轮为其中的蜗轮；也可以是齿轮组，此时前述传动齿轮为齿轮组中的齿轮之一；或其它形式的传动机构。为了保证致动部24的驱动力，其可以是嵌固或卡固在传动齿轮上的，也可以以其它方式固定在传动齿轮上。可以了解，为了使结构的强度更高，致动部24可以在传动齿轮上一体成形，例如使得传动齿轮和致动部为一体的模塑塑料件，这样还同时具有节省模具、减少额外的装配环节等优点。

本发明中的从动部件可以是金属元件制成的，包括固定在一起的被致动部31和动端子32。如图所示，被致动部31、动端子32及旋转臂38可以被铆接在一起；在可选的其它实施方式中也可以通过螺接或嵌合等方式固定在一起。可以了解，通过本发明中的这种从动元件，省去了现有技术中的盘形件20（见图2），减少了另外的装配工艺，节省了装配成本，并使得刮水器变速箱的结构更加紧凑。在图示的实施方式中，被致动部和动端子也可以一体地形成，例如可以由单个金属板材冲压而成，这将更进一步地减少加工和装配成本。此外，整个从动件均采用金属元件更有利于加工制造；现有技术中采用塑料和金属片两种材料时需要对两种材料分别进行加工和模塑再进行装配工序，需要额外的工序和人工成本。动端子32的末端处设置的触点36也可以是通过螺接、铆接或嵌合等装配在动端子上的。触点36可以是一个朝向驻停信号端子的凸点以保证动端子32与各驻停信号端子的接触部的电连接。

另外，为了保证各个电连接处的可靠性，在转轴39上可以设置有弹性垫圈或垫片37，其向着壳体30压紧旋转臂38，使得旋转臂38与第一驻停信号端子33之间、触点36与第二驻停信号端子34之间均为弹性接触。该弹性可以由垫圈的中心位置处绕着转轴39并且向壳体30稍弯曲的齿状部实现的，如图3所示。

如前所述，从动元件上还设置有一端套接到转轴39的旋转臂38，其由导电材料制成。可以了解，旋转臂38也可以以不同于图示的其它方式配合至壳体。例如但不限于，在未图示的可选实施方式中，旋转臂38的端部能够以可滑动的方式配合在壳体30上的环形槽内，在其沿环形槽滑动时可引导从动元件带动动端子绕旋转轴线沿环形接触部35转动。在更进一步的实施方式中，甚至可以不设置旋转臂38，而使从动元件直接沿壳体30上的导槽（未图示）或另外设置的导轨（未图示）运动从而实现绕转轴的旋转。

虽然在图3中所示的实施方式中第一驻停信号端子33和动端子32均电连接至旋转臂38，并且动端子32上可以具有在驻停位置处电接触第二驻停信号端子34的凸起的触点36，但是，在未图示的可选实施方式中，第一驻停信号端子和第二驻停信号端子可以均不电连接至旋转臂（甚至不设置旋转臂），而动端子则可以具有一定的长度，使得当动端子同时搭接在第一驻停信号端子和第二驻停信号端子上时改变二者的电导通状态（短接），从而向刮水器电机控制器发出使电机停动的信号；在这种情况下，可以在两个驻停信号端子上形成凸起的触点。此时，可以设置成在驻停位置处动端子会同时电连接第一驻停信号端子的环形接触部及第二驻停信号端子的驻停接触部。

传动齿轮21上的致动部24以及从动部件上的被驱动部31可以有多种不同的实现形式。在图示的实施方式中传动齿轮上的致动部24可以为从传动齿轮21向着从动元件的第一伸出部，而从动元件上的被致动部31则可以为向着传动齿轮的第二伸出部。在安装到变速箱内时，传动齿轮21和从动部件可以具有共同的旋转轴线，并且致动部24和被致动部31形成的第一伸出部和第二伸出部距旋转轴线的距离也使得第一伸出部的侧面在朝正方向旋转时能够推动第二伸出部的侧面。此处的“正方向”指的是电机驱动刮水器时相应的传动齿轮旋转方向。当传动齿轮21朝正方向旋转时，从动部件的被致动部31（第二伸出部）能被传动齿轮的致动部24（第一伸出部）致动而驱动从动部件旋转，并且在从动部件的旋转周期中动端子32至少在一个驻停位置上改变第一驻停信号端子33与第二驻停信号端子34之间的电导通状态；当传动齿轮从正方向改为朝反方向旋转时，传动齿轮的致动部24（第一伸出部）致动将远离从动部件的被致动部31（第二伸出部）运动而不驱动从动部件。在其它可选的具体实施方式中，也可以采用除伸出部外其它形式的致动部和被致动部，在此不再赘述。

图4示出了根据本发明的一种实施方式的车辆刮水器驱动***的立体示意图。在图4中，附图标记30表示刮水器变速箱壳体，30a表示壳体上的扣紧件，40表示刮水器变速箱的主体，50表示刮水器驱动电机。这种车辆刮水器驱动***可以包括如前面结合图3所描述的变速箱、用于驱动变速箱的电机50以及未图示的电机控制器等。

可以了解，图中的刮水器变速箱在一个可选的示例中可以通过将图3中的壳体（以及图示的各个附件）装配在安置了如图2中所示的传动齿轮21的刮水器变速箱主体40上而构成。壳体30可以通过各种方式紧固在该主体40上，例如通过卡接、螺接等。为了使得使得维护并节约成本，在图示的示例中采用了结构简单操作方便的扣紧件30a，通过扣紧在主体40上的相应位置上完成壳体与变速箱主体的装配。

所属领域的技术人员可以了解，在将刮水器变速箱壳体30安装于变速箱的主体40后，传动齿轮21的致动件24与从动部件、第一驻停信号端子33、第二驻停信号端子34等（包括但不限于这些部件）可以构成前述的刮水器驻停控制机构。当刮水器正常工作时，传动齿轮21受电机驱动朝正方向旋转，此时从动部件的被致动部31可以被传动齿轮21的致动部24致动而驱动从动部件旋转；在刮水器开关被关闭后，电机将继续驱动，直到动端子32短接第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34（或使其电导通状态变化）并使刮水器电机控制器停动刮水器电机。此时，即使有作用力（例如来自风挡底部的落叶、积雪或其它异物）推动车辆刮水器回退，包括被致动部31和动端子32等的从动部件也不会回退离开驻停位置。这样就避免了风挡底部有异物时车辆刮水器的反复抖动问题。

所属领域的技术人员可以了解，前文中所述的“电导通状态变化”可以既包括从非电导通状态到电导通状态的变化也包括从电导通状态到非电导通状态的变化。在图3中所示的实施方式中，旋转臂38的一端可以环套到其转轴39（位于壳体30）上并且在该端处可以与第一驻停信号端子33电连接，使得从动元件可以随着旋转臂38绕转轴39旋转，并且在动端子32上的触点36接触第一驻停信号端子33的环形接触部35时，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34之间处于非电导通状态；在动端子32上的触点36移动到第二驻停信号端子34的驻停接触部上时，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34被短接，二者之间变化为电导通状态，此时由于电导通状态变化而向刮水器电机控制器发送驻停信号。在可选的另一种实施方式中，也可以将第二驻停信号端子34（例如前述驻停接触部）电连接至旋转臂38的环套到转轴39的一端处，这样，当动端子32上的触点36接触第一驻停信号端子33的环形接触部35时，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34之间处于电导通状态；在动端子32上的触点移动离开环形接触部35而到达其缺口处时，第一驻停信号端子33和第二驻停信号端子34之间处于非电导通状态，此时由于电导通状态变化而向刮水器电机控制器发送驻停信号。

众所周知，在一般的车型中刮水器在驻停位置时会裸露在发动机舱盖之上，在对其进行维护或更换时立即对刮水器进行操作。但是，在一些较高级的车型中，为了防止刮水器影响车辆行驶中的空气动力学性能，会采用将刮水器的最低位置设计在位于发动机舱盖下面，在停用刮水器时其将被隐藏起来。在这种情况下，由于驻停的刮水器处于隐藏位置，所以在需要对刮水器进行维护或更换时不能直接手动进行操作。为了解决这一问题，本发明的刮水器驱动***还可以包括有刮水器维护开关，其仅在动端子位于驻停位置时有效。在开启该维护开关后，如果判断到刮水器处于驻停位置，则电机控制器使电机驱动刮水器移动至维护位置。该“维护位置”可以通过使刮水器电机低速运转固定的时间来确定，如十秒等。

如前根据附图对本发明的优选实施方式进行的描述仅是示例性和说明性的；所属领域的技术人员在本文的教示下也能够对本发明的优选实施方式进行等同或类似形式的变通或改型，这些变通或改型也将落入由本发明的权利要求书所覆盖的保护范围内。

Claims (11)

1.一种车辆刮水器变速箱，其特征在于，所述变速箱包括：

安装于所述变速箱的传动齿轮，所述传动齿轮设有致动部；

导电的第一驻停信号端子及第二驻停信号端子，所述第一驻停信号端子及所述第二驻停信号端子间隔地设置；以及

金属的从动部件，其包括固定在一起的被致动部和动端子；

当所述传动齿轮朝正方向旋转时，所述从动部件的被致动部能被所述传动齿轮的所述致动部致动而驱动所述从动部件旋转，并且在所述从动部件的旋转周期中所述动端子至少在一个驻停位置上改变所述第一驻停信号端子与所述第二驻停信号端子之间的电导通状态；当所述传动齿轮从正方向改为朝反方向旋转时，所述传动齿轮的所述致动部致动将远离所述从动部件的所述被致动部运动而不驱动所述从动部件。

2.如权利要求1所述的变速箱，其中，所述致动部为向着所述从动元件的第一伸出部，所述被致动部为向着所述传动齿轮的第二伸出部，所述第一伸出部能够推动所述第二伸出部。

3.如权利要求1所述的变速箱，其中，所述传动齿轮和所述致动部为一体的模塑塑料件。

4.如权利要求1所述的变速箱，其中，所述被致动部和所述动端子形成为一体。

5.如权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一驻停信号端子具有带缺口的环形接触部，所述环形接触部围绕所述从动部件的旋转轴线固定于变速箱的壳体；所述第二驻停信号端子具有位于所述第一驻停信号端子的缺口内的驻停接触部，并且

在所述驻停位置上，所述动端子同时电接触所述环形接触部及所述驻停接触部；离开所述驻停位置时，所述动端子不接触所述第二驻停信号端子。

6.如权利要求1所述的变速箱，其中，所述第一驻停信号端子具有带缺口的环形接触部，所述环形接触部围绕所述从动部件的旋转轴线固定于变速箱的壳体；所述第二驻停信号端子具有位于所述第一驻停信号端子的缺口内的驻停接触部，并且，所述从动元件还具有一端配合至所述壳体的旋转臂，所述旋转臂由导电材料制成，并且，所述第一驻停信号端子和所述动端子均电连接至所述旋转臂；所述动端子具有触点，其在所述驻停位置处电接触所述第二驻停信号端子。

7.如权利要求6所述的变速箱，其中，所述壳体上于所述旋转轴线处形成有转轴，所述旋转臂的所述一端环套在所述转轴上，并且所述第一驻停信号端子电连接至所述一端。

8.如权利要求7所述的变速箱，其中，所述转轴上设置有弹性垫圈或垫片，压紧所述旋转臂使得所述旋转臂与所述第一驻停信号端子之间、所述触点与所述第二驻停信号端子之间均为弹性接触。

9.一种车辆刮水器驱动***，其特征在于，所述***包括：

如前述权利要求中任一项所述的变速箱；

用于驱动所述变速箱的电机；以及

电机控制器，其中，

在刮水器的开关被关闭后，所述电机控制器使所述电机向刮水器停驻位置驱动所述刮水器，直至所述第一驻停信号端子与所述第二驻停信号端子的电导通状态变化。

10.如权利要求9所述的***，其中，所述变速箱内的变速装置包括由所述电机的输出轴驱动的蜗杆，并且，所述传动齿轮为与所述蜗杆配合传动的蜗轮。

11.如权利要求9或10所述的***，其中，所述***还包括仅在所述动端子位于驻停位置时有效的刮水器维护开关；在其被开启时，所述电机控制器使所述电机驱动所述刮水器移动至维护位置。