车灯除霜装置的制作方法

车灯除霜装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年1月11日提交的第63/135,852号美国临时申请的优先权，其教导通过引用整体并入本文。


背景技术：

3.车辆照明组件上或内部的霜、冰、雪和湿气对车辆驾驶员，尤其是那些生活在寒冷天气气候中的驾驶员，造成了特殊问题。例如，霜、冰和雪积聚在前灯镜头顶部或内部会特别危险，因为它会阻挡或漫射从前灯发出的光，导致车辆驾驶员难以在夜间看清前方道路。
4.许多解决方案通常用于车辆中以去除霜、冰、雪和湿气。其中最简单的解决方案适用于车辆的前挡风玻璃和后挡风玻璃，通常涉及使用将热空气施加到车窗的内表面(通常用于车辆前挡风玻璃)的强制空气加热器或一系列应用于或嵌入车窗(通常用于车辆后挡风玻璃)的加热元件。
5.还提出了用于从车辆照明组件去除霜、冰、雪和湿气的解决方案。最常见的解决方案包括将加热丝或其他加热元件放置到或嵌入照明组件外壳中。第2018/0245767号美国专利公开中提出了一种这样的解决方案，该专利公开了一种配备加热丝的前灯，其实施方式是将透明加热丝布置在前灯的塑料中，并且通过加热丝产生热量来加热前灯的塑料。
6.这样的现有技术解决方案对于可以包括在原始照明组件中的新车可能是有用的。然而，这样的解决方案对于不包括用于从照明组件去除霜、冰、雪和湿气的现存解决方案的现有车辆而言是不切实际的。由于加热元件是照明组件的组成部分，这些解决方案需要更换整套照明组件，这通常是一项昂贵且劳动密集型的任务。
7.因此，需要一种用于从车辆照明组件去除霜、冰、雪和湿气的改进的解决方案，该解决方案可以改装到现有的车辆照明组件。


技术实现要素：

8.本文描述的是一种车灯除霜装置。该装置可以包括框架、加热元件、附接机构和电通信连接件。框架将具有外表面和内表面。加热元件可以连接到框架的内表面的至少一部分。电通信连接件可以电连接在加热元件和电源之间。
9.该装置可以配置为连接到车辆或车灯镜头的外表面。附接机构可选自包括以下元件的组中：至少一个安装支架、多个适于提供与车辆表面的摩擦配合的突起、粘合剂、紧固件、定位螺钉及其组合。
10.在一些实施例中，该装置还可包括温度传感器。温度传感器可以电连接到电源。在某些实施例中，温度传感器可以连接到框架的外表面的至少一部分。
11.在某些实施例中，框架可以包括呈导电管式加热器形式的加热元件。在其他实施例中，加热元件可以选自包括以下元件的组中：陶瓷加热元件、电阻丝、导电加热条和丝网印刷导电银浆。
12.在一些实施例中，框架可包括至少一个横向构件。在一些这样的实施例中，加热元
件可以连接到至少一个横向构件的至少一部分。
13.在某些实施例中，该装置可以配置为连接到车辆或车灯镜头的外表面，使得当该装置连接到车辆时，框架的内表面和车灯镜头的至少一部分之间存在间隙。在一些这样的实施例中，间隙可以具有在0.1cm至12cm之间的范围内的间隙距离测量值。在其他实施例中，该装置可以配置为连接到车辆或车灯镜头的外表面，使得框架的内表面的至少一部分与车灯镜头的至少一部分直接接触。
附图说明
14.图1是车灯除霜装置的一个实施例的分解立体图。
15.图2是车灯除霜装置的实施例的组装侧剖视图。
16.图3是图1的装置的组装立体图。
17.图4是车灯除霜装置安装在车辆上的实施例的立体图。
18.图5a是车灯除霜装置中的横向构件的一个实施例的前视图。
19.图5b是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
20.图5c是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
21.图5d是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
22.图5e是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
23.图5f是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
24.图5g是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
25.图5h是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
26.图5i是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
27.图5j是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
28.图5k是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
29.图5l是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
30.图5m是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
31.图5n是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
32.图5o是车灯除霜装置中的横向构件的另一个实施例的前视图。
具体实施方式
33.本文公开了一种车灯除霜装置。下面参照附图描述该装置。如本文和权利要求书中所述，以下数字是指如图所示的以下结构。
34.10：装置。
35.10a：第一装置。
36.10b：第二装置。
37.50：车辆。
38.52：车灯。
39.52a：车辆左前灯。
40.52b：车辆右前灯
41.54：车灯镜头。
42.56：间隙距离测量值。
43.100：框架。
44.101：第一点(在框架的内周上)。
45.102：第二点(在框架的内周上)。
46.103：第三点(在框架的内周上)。
47.104：第四点(在框架的内周上)。
48.105：第五点(在框架的内周上)。
49.106：第六点(在框架的内周上)。
50.107：第七点(在框架的内周上)。
51.108：第八点(在框架的内周上)。
52.110：外表面。
53.120：内表面。
54.130：横向构件。
55.130a：第一横向构件。
56.130b：第二横向构件。
57.130c：第三横向构件。
58.130d：第四横向构件。
59.200：加热元件。
60.300：安装支架。
61.400：电通信连接件。
62.500：温度传感器。
63.图1描绘了用于车灯52(如图2所示)的除霜装置10的一个实施例的分解立体图。如图1所示，该装置包括框架100、加热元件200、至少一个安装支架300和电通信连接件400。
64.在图1所示的实施例中，框架100和加热元件200是相互连接的单独元件。加热元件可以通过包括粘合剂、紧固件在内的任何数量的不同机构或通过围绕加热元件模制框架而连接到框架的内表面120。
65.虽然图1所示的实施例包括作为彼此连接的单独元件的框架100和加热元件200，但是可以存在框架和加热元件是单个集成部件的实施例。也就是说，在一些实施例中，框架可以包括加热元件。这可以通过例如在铸造过程中将加热元件嵌入框架材料中来实现。或者，这可以通过用能够提供辐射热的材料(例如导电管加热器材料)制造框架来实现。
66.在一些实施例中，该装置还可包括温度传感器500，也在图1中描绘。如果存在，温度传感器可以与电源电连接——该电源可以是车辆现有的蓄电池，也可以是单独的电源，例如辅助蓄电池。这种温度传感器的一个优选示例是热敏电阻器。热敏电阻器是电阻温度计或电阻取决于温度的电阻器。某些车辆配备有现有温度传感器(通常采用现有热敏电阻器的形式)，在这种情况下，车辆的现有温度传感器可用作温度传感器，用于打开或关闭本文所述的加热元件。
67.当温度传感器确定存在霜、冰或雪可能积聚在车灯镜头(图2中所示的54)上的温度条件时，温度传感器向车辆的车载计算机系统发送信号，车载计算机系统又向加热元件200发送信号，从而启动加热元件(即从电源汲取电流并将这种电转化为热量)。在一些实施
例中，来自电源的电流可以通过继电器，其中来自温度传感器的信号向继电器指示何时断开和闭合电池和加热元件之间的电路。通常，此类温度条件可包括温度传感器处的处于或接近水的冰点(32
°
f,0℃)的温度。
68.图1进一步描绘了框架100包括至少一个横向构件130。当存在时，横向构件可以跨越框架内周上的任意两点之间的距离。例如，在图1所示的实施例中，有四个横向构件在本文中定义为第一横向构件130a、第二横向构件130b、第三横向构件130c和第四横向构件130d。第一横向构件跨越框架内周上的第一点101和框架内周上的第二点102之间的距离。第二横向构件跨越框架内周上的第三点103和框架内周上的第四点104之间的距离。第三横向构件跨越框架内周上的第五点105和框架内周上的第六点106之间的距离。第四横向构件跨越框架内周上的第七点107和框架内周上的第八点108之间的距离。
69.当存在时，横向构件130可以通过多种机构连接到框架100。在一些实施例中，横向构件可以一体地连接到框架，例如通过由单个整体材料件制造横向构件和框架，或者通过将横向构件焊接到框架上。在其他实施例中，横向构件可以通过诸如螺钉、螺母、螺栓、铆钉、夹具等紧固件连接到框架。
70.在存在横向构件130的一些实施例中，加热元件200的一部分可以连接到至少一个横向构件的至少一部分。加热元件可以通过包括粘合剂、紧固件在内的多种机构或通过围绕加热元件模制横向构件而连接到横向构件的内表面。
71.虽然附图示出了相互连接的横向构件130和加热元件200，但是可以存在其中横向构件和加热元件是单个集成部件的实施例。也就是说，在一些实施例中，横向构件可包括加热元件。这可以通过例如在铸造过程中将加热元件嵌入到横向构件的材料中来实现。或者，这可以通过用能够提供辐射热的材料(例如导电管加热器材料)制造横向构件来实现。
72.图2描绘了车灯52除霜装置10的一个实施例的组装侧剖视图。如图2所示，该装置的框架100将具有外表面110和内表面120。外表面和内表面是指框架表面相对于车灯的取向。如图2所示，一旦该装置已经安装在车辆上，外表面就朝向远离车灯的方向，而内表面则朝向面向车灯的方向。
73.一旦组装完成，加热元件200就可以连接到框架100的内表面120的至少一部分。加热元件可以通过包括粘合剂、紧固件在内的多种机构或者通过围绕加热元件模制框架来连接到框架的内表面。在一些实施例中，加热元件可以仅连接到内表面的一部分，而在其他实施例中，加热元件可以连接到基本上所有或全部内表面。因此，可以说，当加热元件连接到内表面时，加热元件覆盖框架的内表面的表面区域的至少一部分。可以被加热元件覆盖的框架的内表面的表面区域部分可以在从内表面的表面区域的35％至100％之间、在内表面的表面区域的35％至95％之间、在内表面的表面区域的35％至75％之间、在内表面的表面区域的35％至50％之间、在内表面的表面区域的50％至100％之间、在内表面的表面区域的50％至95％之间、在内表面的表面区域的50％至75％之间、在内表面的表面区域的75％至100％之间、在内表面的表面区域的75％至95％之间以及在内表面的表面区域的95％至100％中选择的范围内。
74.图2还示出了至少一个安装支架300。如图2所示，该至少一个安装支架配置为连接在框架100与车辆50和/或车灯镜头54的外表面之间。该至少一个安装支架与框架之间的连接可以是整体连接，例如通过将该至少一个安装支架和框架制造为单个整体材料或通过将
该至少一个安装支架焊接到框架。或者，该至少一个安装支架与框架之间的连接可以为紧固连接，其中该至少一个安装支架通过螺钉、螺栓、铆钉、夹具等紧固件连接到框架。通常，该至少一个安装支架与车辆和/或车灯镜头的外表面之间的连接将是紧固连接，其中该至少一个安装支架通过诸如螺钉、螺栓、铆钉、夹具等紧固件连接到车辆和/或车灯镜头的外表面。
75.虽然图中所示的示例包括至少一个安装支架300，但是可以存在不包括安装支架的实施例。在这样的实施例中，该装置10可以包括允许将其安装在车辆表面上的替代附接机构。替代附接机构包括但不限于：多个用于在框架和车辆表面之间提供摩擦配合的突起、施涂在框架表面和车辆外表面之间的粘合剂、连接在框架表面和车辆外表面之间的紧固件，例如螺钉、螺栓、铆钉或夹具、定位螺钉及其组合。
76.在一些实施例中，一旦该装置10连接到车辆，框架100的内表面120和/或加热元件200的至少一部分就可以与车灯镜头54的至少一部分直接接触。在其他实施例中，一旦该装置连接到车辆，框架的内表面和车灯镜头的至少一部分之间就可以存在间隙。当存在时，该间隙将具有间隙距离测量值56。如图2所示，间隙距离测量值是车灯镜头的表面与框架的内表面之间的最小距离。该间隙距离测量值可以在选自0.1cm至12cm之间、0.1cm至10cm之间、0.1cm至5cm之间、1cm至12cm之间、1cm至10cm之间以及1cm至12cm之间。
77.图3描绘了该装置的一个实施例的组装立体图。如图3所示，可选的温度传感器500可以连接到框架100的外表面110的至少一部分。温度传感器可以通过包括粘合剂、紧固件在内的多种机构或者通过围绕温度传感器模制框架来连接到框架的外表面。虽然图3示出了温度传感器连接到框架的外表面的至少一部分，但是本领域技术人员将认识到可以存在其他配置，其中温度传感器连接到框架的其他表面——例如内表面(图2中所示的120)——或连接到安装支架300。替代地，温度传感器可以连接到框架的外部，例如在电通信连接件400内，或连接到车辆上的单独位置(例如车辆格栅(vehicles grill))，其中温度传感器通过单独的电线电连接到电通信连接件。当使用时并且当连接到框架的内表面时，温度传感器优选地连接到框架的内表面的未连接到加热元件200的那一部分。
78.图4描绘了该装置附接到车辆50的两个前灯的实施例，其中示出了车辆的前保险杠、格栅、前灯和车辆引擎盖的一部分。如图4所示，第一装置10a可以在车辆的左前灯52a处连接到车辆，而第二装置10b可以在车辆的右前灯52b处连接到车辆。虽然图4示出了该装置仅附接到车辆的前灯，但是可以存在其他实施例，其中车辆前灯、转向信号灯、日间行车灯、远光灯、尾灯和标志灯的不同组合具有该装置与其相连的实施例。
79.图5a到图5o描绘了连接到框架内周的各个点的横向构件的各个实施例的前视图。在一些实施例中，例如图5a到5g、图5i和图5o中所示的那些实施例，该装置可包括一对横向构件，该一对横向构件从框架的内周延伸并终止于圆形框架构件中。
80.在本文所述的装置中，加热元件可以有多种形式。一种优选的加热元件是陶瓷加热元件。其他加热元件可以包括电阻丝、导电加热条和丝网印刷导电银浆。
81.在一些实施例中，该装置还可包括开关。使用时，开关可以位于车辆内部，以允许用户手动打开和关闭加热元件。使用时，开关允许车辆操作者通过将开关转到打开位置来启动加热元件，此时车辆的电源系统和加热元件之间的电路闭合。当电路闭合时，加热元件通过接线连接从车辆的电源系统(即车辆现有的蓄电池或辅助蓄电池)汲取能量，并将电流
转换为沿车灯方向产生的热量。在一些实施例中，来自电源的电流可以通过继电器，其中来自温度传感器的信号向继电器指示何时断开和闭合电源和加热元件之间的电路。然后，加热元件产生的热量用于融化车灯镜头顶部或内部的任何冰、雪或霜。然后，车辆操作者可以通过将开关转到关闭位置来停用加热元件，此时车辆的电源系统和加热元件之间的电路断开。在一些实施例中，代替开关或除了开关之外，还可以通过与本文描述的温度传感器的电通信连接件来闭合和断开电路。
82.本文公开的装置允许车辆操作者通过如本文所述打开或关闭加热元件来远程融化车灯镜头顶部或内部的任何冰、雪或霜。车灯镜头顶部或内部的冰、雪或霜也可以通过可选的温度传感器自动融化-即，无需用户输入-当温度传感器检测到指示冰、雪或霜的温度条件时，启动加热元件。
83.本文公开的装置还具有易于改装到现有车辆而不需要更换整个车辆灯组件的优点。该装置可以通过安装支架简单地附接到车辆和/或车灯镜头的外表面。然后可以将电气通信连接件布线到车辆的电源系统和/或车载计算机系统，以如本文所述打开或关闭加热元件。