CN106347305B - 一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，包括电机连动杆总成（1）、刮臂（2）和刮片（3），刮臂（2）和刮片（3）分别有两个，刮片（3）设置在相对应的刮臂（2）上，电机连动杆总成（1）驱动刮臂（2）绕输出轴做往复循环运动；刮臂（2）包括刮杆头（21）、主拉伸弹簧（22）、延伸臂（23）和刮杆（24），其特征在于：延伸臂（23）和刮杆（24）滑动连接，刮杆（24）***延伸臂（23）内并在刮杆（24）和延伸臂（23）之间设置有副压缩弹簧（26）。副压缩弹簧（26）套在刮杆（24）上；副压缩弹簧（26）的一端顶在刮杆（24）的凸台结构上，副压缩弹簧（26）另外一端顶在延伸臂（23）内壁的凹槽台肩上。本发明能保证刮臂压紧力基本恒定。
Description
技术领域
本发明属于汽车的刮水器技术领域，具体涉及一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器。
背景技术
目前国内汽车保有量已超过1.3亿，私家车已经进入千家万户，交通压力日益增大，汽车雨刮器作为一种为雨天行车安全保驾护航的主动***件，能够提供清晰的视野，是其首要任务。汽车雨刮器的雨刮片胶条扮演着至关重要的角色，胶条材质一般都是合成橡胶，易磨损、易老化是其固有特性，和胶条的磨损直接相关的是雨刮片承受的压紧力，压紧力过小，会导致胶条和风挡玻璃贴合力不够，出现漏刮和抖动的风险，因此行业标准规定雨刮片的压紧力要求不小于0.12N/m，并且针对高速行车时雨刮器的刮净度，国家标准也给出了强制要求，但是过大的压紧力也容易加速胶条的磨损，而且也易引起噪声，抖动等问题。
目前市场上主流的雨刮器的机构包含电机连动杆总成、主刮臂、主刮片、副刮臂、副刮片等部件组成，其工作模式为，通过电机连动杆总成将电机的旋转运动转换为摇臂在一定角度内往复的摆动，通过摇臂上的两个主副输出轴带动主、副雨刮臂、雨刮片在风挡玻璃上实现近似于扇形的两个刮刷区域。
此运动过程中，雨刮片与风挡玻璃的压紧力，来自刮臂内的主拉伸弹簧，弹簧的变形量，与雨刮片中心点相对刮杆头位置有关，为了能够量化此影响因素，我们通常以两个不同的刮刷位置时，刮臂内部刮杆头与延伸臂之间的夹角的变化量（升降角）来度量，因风挡玻璃为弧形，升降角在整个刮刷循环内是一直变化的，故弹簧的弹力在雨刮片运动过程中是始终变化的，所以通过刮臂施加到刮片上的压力也是始终变化的，这种变化的力不是我们期望的，我们期望压紧力能够恒定或者变化量尽可能的小。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明设计了一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器。该雨刮器能够在雨刮臂升降角变化时抑制主拉伸弹簧的形变量，如果是升降角增大通过此结构能够抑制刮片压力的变大，如果升降角变小通过此结构能够抑制主弹簧压力的减小，从而达到减弱因升降角变化导致的雨刮臂压紧力的变化目的 。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，包括电机连动杆总成（1）、刮臂（2）和刮片（3），刮臂（2）包括刮杆头（21）、主拉伸弹簧（22）、延伸臂（23）和刮杆（24），其特征在于：延伸臂（23）和刮杆（24）滑动连接，刮杆（24）***延伸臂（23）内并在刮杆（24）和延伸臂（23）之间设置有副压缩弹簧（26）。
进一步，副压缩弹簧（26）套在刮杆（24）上；副压缩弹簧（26）的一端顶在刮杆（24）的凸台结构上，副压缩弹簧（26）另外一端顶在延伸臂（23）内壁的凹槽台肩上。
进一步，刮杆头（21）一端和电机连动杆总成（1）上相对应的输出轴连接，刮杆头（21）另一端通过转动销和延伸臂（23）另一端连接，转动销和输出轴的中心线垂直；刮杆（24）与延伸臂（23）连接的该端端头和刮杆头（21）之间连接有主拉伸弹簧（22），刮片（3）设置在刮杆（24）的另一端。
进一步，刮片（3）通过刮片连接器（25）设置在相对应的刮杆（24）上，副压缩弹簧（26）的中心轴线方向与刮杆连接器（25）的水平方向一致。
进一步，刮臂（2）和刮片（3）分别有两个，刮片（3）设置在相对应的刮臂（2）上，电机连动杆总成（1）驱动刮臂（2）绕输出轴做往复循环运动。
该刮臂压紧力可自动调节的雨刮器具有以下有益效果：
（1）本发明能够通过主拉伸弹簧与副压缩弹簧之间力的相互作用，类似于电磁感应中，磁通量的变化模式，将刮片的压紧力维持在较小的变化范围内，当升降角增大时，主副弹簧相互作用的结果是，副弹簧的形变会减弱主弹簧的拉伸变形增加量，从而抑制压紧力的增量，使得胶条与风挡玻璃之间的摩擦力在合理的范围内，从而达到保护胶条的目的，同时也能降低因压紧力过大导致的噪音过大或者异响等不正常现象；当升降角减小时，由于副弹簧的作用，会抑制主弹簧拉伸变形的减小量，从而抑制压紧力的减小量，使得胶条和风挡玻璃的摩擦力在合理的范围内，避免压紧力的降低导致刮片与风挡玻璃的摩擦力减小引起的胶条与风挡玻璃的贴合力降低。
（2）本发明通过一个新的刮臂结构，来抑制拉伸弹簧的形变量，以达到消除升降角变化导致的压紧力的变化，其优点是刮片在刮刷的过程中，压紧力基本恒定，能够消除因压紧力过大，导致的胶条磨损、异响等问题。而且，结构比较简单，成本低，易于应用推广。
附图说明
图1：现有技术中刮臂的结构示意图；
图2：本发明刮臂压紧力可自动调节的雨刮器的结构示意图；
图3：本发明中刮臂的结构示意图；
图4：本发明中刮臂的内部局部放大图；
图5：本发明中刮臂拉伸力的分解视图；
图6：前风挡玻璃的示意图。
附图标记说明：
1—电机连动杆总成；2—刮臂；21—刮杆头；22—主拉伸弹簧；23—延伸臂；24—刮杆；25—刮片连接器；26—副压缩弹簧；3—刮片；4—前风挡玻璃。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
图2示出了一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，包括电机连动杆总成1，刮臂2和刮片3，刮臂2和刮片3分别有两个刮片3设置在相对应的刮臂2上，电机连动杆总成1驱动刮臂2绕输出轴做往复循环运动。
如图3和图4所示，刮臂2包括刮杆头21、主拉伸弹簧22、延伸臂23、刮杆24、刮片连接器25和副压缩弹簧26。延伸臂23一端和刮杆24的一端可滑动的连接在一起，刮杆24该端***延伸臂23内并在刮杆24和延伸臂23之间增加一个副压缩弹簧26，副压缩弹簧26套在刮杆24上，副压缩弹簧26的一端顶在刮杆24的凸台结构上，副压缩弹簧26另外一端顶在延伸臂23内壁的凹槽台肩上，副压缩弹簧26的中心轴线方向应与刮杆连接器25的水平方向一致。刮片连接器25设置在刮杆24的另一端，刮片3通过相对应的刮片连接器25设置在相对应的刮杆24上。刮杆头21一端和电机连动杆总成1上相对应的输出轴连接，刮杆头21另一端通过转动销和延伸臂23另一端连接，转动销和输出轴的中心线垂直。刮杆24与延伸臂23连接的该端端头和刮杆头21之间设置有主拉伸弹簧22。
工作时，刮片3在前风挡玻璃4上绕输出轴做往复循环运动，其运动轨迹为近似扇形区域。刮片3依靠刮臂2上的主拉伸弹簧22与前风挡玻璃4贴合，刮片3与前风挡玻璃4的贴合情况十分关键，过大或过小都会导致雨刮工作异常。前风挡玻璃4的结构如图6所示，因前风挡玻璃4是曲面的形状，故刮片3所受到的压紧力，在整个轨迹过程中，都是变化的，有变大的过程，也有减小的过程。本发明中，将刮杆24与延伸臂23做成能够沿着它们纵向自由窜动的结构，并在刮杆24和延伸臂23之间增设一个副压缩弹簧26，在刮臂2随着前风挡玻璃4的曲面上升的过程中，主拉伸弹簧22的拉伸长度会增加，导致副压缩弹簧26被压缩，最终平衡的条件是主拉伸弹簧22的拉伸力沿副压缩弹簧26方向的分量等于副压缩弹簧26的压缩力。如图5所示，F压为主拉伸弹簧真正施加到刮片的压紧力，与主拉伸弹簧22的拉伸力F1沿副压缩弹簧26方向的分量垂直，也即与副压缩弹簧26的压缩力方向垂直。
本发明刮臂的工作原理：
刮片3在运行的过程中，当升降角增大时，主拉伸弹簧22被继续拉长，弹力变大，此弹力的变化同样会导致与之相关的副压缩弹簧26的压缩，副压缩弹簧26随着升降角增大会被继续压缩，此弹簧的压缩量得以削弱主拉伸弹簧22的伸长量，达到稳定压紧力F压的目的。
刮片3在运行的过程中，当升降角减小时，主拉伸弹簧22回缩，弹力变小，此弹力的变化同样会导致与之相关的副压缩弹簧26的张开，副压缩弹簧26的压缩量会减小，副压缩弹簧26的张开量得以加强主拉伸弹簧22的伸长量，达到稳定压紧力F压的目的。
如图1为现有技术中刮臂的结构示意图，传统的刮臂2是刮杆24和延伸臂23之间是刚性连接，刮杆头21和刮杆24之间有一个拉伸弹簧，刮杆头21与输出轴连接，刮杆24另一端和刮片3连接后放置在前风挡玻璃4上，此时弹簧被拉伸到一定长度，此位置的弹簧拉力在连接器垂直方向的分力，为真实作用在刮片上的压力。与现有技术相比，本发明能够通过主拉伸弹簧与副压缩弹簧之间力的相互作用，类似于电磁感应中，磁通量的变化模式，将刮片的压紧力维持在较小的变化范围内，当升降角增大时，主副弹簧相互作用的结果是，副弹簧的形变会减弱主弹簧的拉伸变形增加量，从而抑制压紧力的增量，使得胶条与风挡玻璃之间的摩擦力在合理的范围内，从而达到保护胶条的目的，同时也能降低因压紧力过大导致的噪音过大或者异响等不正常现象；当升降角减小时，由于副弹簧的作用，会抑制主弹簧拉伸变形的减小量，从而抑制压紧力的减小量，使得胶条和风挡玻璃的摩擦力在合理的范围内，避免压紧力的降低导致刮片与风挡玻璃的摩擦力减小引起的胶条与风挡玻璃的贴合力降低，此因素易引起刮不净和漏刮现象，也是雨刮设计应努力避免的。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，包括电机连动杆总成（1）、刮臂（2）和刮片（3），刮臂（2）包括刮杆头（21）、主拉伸弹簧（22）、延伸臂（23）和刮杆（24），其特征在于：延伸臂（23）和刮杆（24）可滑动的连接在一起，刮杆（24）***延伸臂（23）内并在刮杆（24）和延伸臂（23）之间设置有副压缩弹簧（26）。
2.根据权利要求1所述的刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，其特征在于：副压缩弹簧（26）套在刮杆（24）上；副压缩弹簧（26）的一端顶在刮杆（24）的凸台结构上，副压缩弹簧（26）另外一端顶在延伸臂（23）内壁的凹槽台肩上。
3.根据权利要求1或2所述的刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，其特征在于：刮杆头（21）一端和电机连动杆总成（1）上相对应的输出轴连接，刮杆头（21）另一端通过转动销和延伸臂（23）另一端连接，转动销和输出轴的中心线垂直；刮杆（24）与延伸臂（23）连接的该端端头和刮杆头（21）之间连接有主拉伸弹簧（22），刮片（3）设置在刮杆（24）的另一端。
4.根据权利要求3所述的刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，其特征在于：刮片（3）通过刮片连接器（25）设置在相对应的刮杆（24）上，副压缩弹簧（26）的中心轴线方向与刮杆连接器（25）的水平方向一致。
5.根据权利要求1、2或4所述的刮臂压紧力可自动调节的雨刮器，其特征在于：刮臂（2）和刮片（3）分别有两个，刮片（3）设置在相对应的刮臂（2）上，电机连动杆总成（1）驱动刮臂（2）绕输出轴做往复循环运动。
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