專利名稱：擦拭器條、擦拭器片和擦拭器片的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擦拭器條、具有所述擦拭器條的擦拭器片和所述擦拭 器片的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
車輛刮水器的擦拭器條用于擦拭水滴，所述水滴粘附到玻璃表面，這 樣在緊隨擦拭之后、緊隨在玻璃表面上擦拭之后由擦拭器形成薄且通常均 勻的水膜。結(jié)果，減小了緊隨擦拭之后在水膜處的光的折射和漫反射，由
此獲得改進的擦拭性能。例如，根據(jù)日本未審查專利出版物No.H07-246916 中所引用的技術(shù)，擦拭器的擦拭器條的接觸角度(擦拭器條的唇部和玻璃 表面之間所限定的角度)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定以改進擦拭性能。
但是，用于改進擦拭性能的接觸角度的適當(dāng)設(shè)置已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且已經(jīng) 需要進一步改進擦拭性能。為了達到這樣的要求，擦拭器條的設(shè)計者基于 試驗和設(shè)計者的智慧試圖找到合適的設(shè)計因子(例如，擦拭器條的材料、 擦拭器條的對應(yīng)部分的形狀和尺寸)且已經(jīng)制造了擦拭器條的原型以及對 所述原型進行了試驗。但是，對于設(shè)計者而言仍然不清楚什么樣的一個或 者更多個設(shè)計因素實際上以什么樣的方式來有助于改進擦拭性能。這樣， 已經(jīng)難于獲得具有更高性能的擦拭器條。因此，盡管擦拭器條的接觸角度 被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，擦拭器條的材料以及擦拭器條的對應(yīng)的部分的形狀和尺寸 仍然是傳統(tǒng)的擦拭器條的材料以及擦拭器條的對應(yīng)部分的形狀和尺寸。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明用于解決上述缺點。這樣，本發(fā)明的目的是提供一種具有改進 性能的擦拭器條，具有這樣的擦拭器條的擦拭器片以及這樣的擦拭器條的 設(shè)計方法。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供了一種擦拭器條，包括接觸部分，所述 接觸部分通過液體膜與擦拭表面可接合。在接觸部分處、相對擦拭表面的 擠壓壓力曲線的最大壓力梯度值設(shè)置成落入第一范圍中，所述最大壓力梯度值等于或者大于44. lMPa/咖?？蛇x地，在接觸部分處、相對擦拭表面的 擠壓壓力曲線的最大壓力梯度值設(shè)置成落入第二范圍中，所述最大壓力梯 度值等于或者大于88. 5MPa/ram。進一步可選地，在接觸部分處、相對擦拭表面的擠壓壓力曲線的最大壓力梯度值設(shè)置成落入第三范圍中，所述最大 壓力梯度值等于或者大于509. 7MPa/ram。此外，可以提供一種包括上述擦 拭器條的擦拭器片。也提供了一種擦拭器條的設(shè)計方法。根據(jù)該設(shè)計方法，基于接觸部分 處、相對于擦拭表面的擠壓壓力曲線的最大壓力梯度值和最大擠壓壓力的 位置處的液體膜的厚度之間的關(guān)系、確定擦拭器條的每個對應(yīng)設(shè)計因子， 所述擦拭器條包括通過液體膜與擦拭表面可接合的接觸部分，其中所述關(guān) 系以下述公式表述血25'"其中f! 表示最大壓力梯度值； l血J隨"& "表示在接觸部分的最大擠壓壓力的位置處的液體膜的厚度; "7"表示液體的粘性系數(shù)；以及 "U"表示擦拭器條的移動速度。


本發(fā)明及其其他目的、特征和優(yōu)點將從下述的說明書、所附權(quán)利要求 以及附圖中更好地理解，其中圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施例的擦拭器的示意圖；圖2是圖1的擦拭器的結(jié)構(gòu)的放大透視圖；圖3A是根據(jù)所述實施例、圖l、 2的擦拭器的擦拭器條的擦拭操作的示意圖；圖3B是圖3A的區(qū)域IIIB的放大視圖；圖4是顯示在特定的條件下水膜的厚度和相同厚度的水膜蒸發(fā)所需的 時間周期之間的關(guān)系的圖形；圖5是顯示在另一特定的條件下水膜的厚度和相同厚度的水膜蒸發(fā)所 需的時間周期之間的關(guān)系的圖形；圖6是顯示在再一特定的條件下水膜的厚度和相同厚度的水膜蒸發(fā)所 需的時間周期之間的關(guān)系的圖形；圖7是顯示在另一特定的條件下水膜的厚度和相同厚度的水膜蒸發(fā)所 需的時間周期之間的關(guān)系的圖形；以及圖8A — 8L是顯示、對于各種厚度的水膜、反射光的發(fā)射率和反射光的 可見光范圍的波長之間的關(guān)系的視圖。
具體實施方式
下面參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。圖l顯示了兩個車輛擦拭器lla、 llb，每個擦拭器擦拭車輛的前玻璃 (擋風(fēng)玻璃)的玻璃表面(擦拭表面)la上的雨水(液體)。每個擦拭器 lla、 11b包括擦拭器臂12和擦拭器片13。擦拭器臂12的基端部分固定到對 應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸2。擦拭器片13樞轉(zhuǎn)地連接到擦拭器臂12的遠端部分以根據(jù)玻 璃表面la的彎曲構(gòu)造沿著玻璃表面la樞轉(zhuǎn)。彈簧(未示出)安置在每個擦 拭器臂12中以相對于玻璃表面la施加推動擦拭器片13的推動力。當(dāng)樞轉(zhuǎn)軸62通過擦拭器電機3的驅(qū)動力往復(fù)樞轉(zhuǎn)時，擦拭器臂12往復(fù)擺動，這樣擦拭 器片13執(zhí)行往復(fù)擦拭運動以擦拭玻璃表面la。在擦拭器片13中，如圖2中所示，由彈性材料(例如橡膠或者彈性樹 脂的彈性體)制成的細長擦拭器條15由桿部件14支承，所述桿部件14連接 到擦拭器臂12。桿部件14包括多個桿14a—14c，所述桿14a—14c以比賽的 樣式(tournament style)彼此連接。由桿部件14保持的擦拭器條15沿著 其長度保持墊片(backing) 16。每個墊片16由葉簧部件形成。擦拭器臂 12朝向玻璃表面la的推動力施加到桿部件14并沿著擦拭器條15的長度由 墊片16分散，這樣擦拭器條15接觸玻璃表面la。如圖3A、 3B中所示(每個視圖提供了沿著縱向方向的視圖)，擦拭器 條15包括基部部分21和擦拭部分23?；坎糠?1由桿部件14保持。擦拭部 分23具有倒三角形，并通過頸部22連接到基部部分21的下表面。沿著其長 度局域通常恒定的寬度的唇部24形成在擦拭部分23的下端處。擦拭器條15 通過唇部24擦拭玻璃表面la。在本實施例中，擦拭部分23和其周圍的區(qū)域 被形成以實施唇部24的適當(dāng)?shù)慕佑|角度e (例如35度至55度)，且由此改 進擦拭器片13的擦拭性能。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在緊隨擦拭之后、玻璃表面上的水膜(液體膜)的 厚度hx處于0nm〈hx《425nm的情況下，擦拭器片13的擦拭性能相當(dāng)好。這是通過根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS) D5710 (汽車部件一擦拭器臂和擦拭器片)所進行的試驗來發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)JIS D5710中所限定的擦拭性能，擦拭環(huán)境需要保持在20±15攝氏 度的環(huán)境溫度下，且玻璃表面必須在玻璃表面之上噴灑水霧之后用擦拭器 擦拭。然后，在濕度小于60%的情況下在一秒之后、在濕度等于或者高于 60%但是小于70%的情況下3秒之后、以及在濕度等于或者高于70%的情 況下5秒之后，來執(zhí)行殘余的視覺確定(在擦拭之后玻璃表面上殘余的條 痕的數(shù)目的視覺確定)。進一步地，該擦拭性能試驗必須在沒有直接對玻 璃表面施加風(fēng)的情況下執(zhí)行。本申請的發(fā)明人已經(jīng)進行了與JIS D5710中限定的試驗相似的擦拭性 能試驗。此處，在整個試驗中、環(huán)境溫度保持在上述的溫度范圍之內(nèi)，且對每個上述濕度范圍執(zhí)行所述試驗。對于每個上述濕度范圍，測量水膜的 厚度，在對特定的濕度范圍設(shè)定對應(yīng)的預(yù)定時間周期之后，所述水膜完全蒸發(fā)。盡管與上述的JIS D5710相比，該試驗在更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)下進行， 與剩余的條痕的數(shù)目被計算的JIS D5710相比，該試驗改進了試驗結(jié)果的 可靠性。此外，上述的JIS D5710禁止直接將風(fēng)施加到玻璃表面。與此相 比，在通過本申請的發(fā)明人所執(zhí)行的試驗中，具有風(fēng)速為5.2至5.6m/s的 風(fēng)應(yīng)用到玻璃表面來在更為現(xiàn)實的條件下執(zhí)行所述試驗，并由此評估對在 車輛的行進期間車輛司機的可視性的影響。5. 2至5. 6m/s的風(fēng)速對應(yīng)于車 速為大約20km/h時車輛行進時施加到玻璃表面的逆風(fēng)。圖4一7顯示了試驗 的結(jié)果。在測量時，環(huán)境的溫度保持在大約12攝氏度。圖4顯示了完全蒸發(fā)的水膜的厚度和溫度為12. 5攝氏度、濕度為56. 4% 以及風(fēng)速為5. 2m/s的條件下擦拭之后完全蒸發(fā)所需的時間之間的關(guān)系的 測量結(jié)果。在該條件下，測量進行6次(n二l至6)。在該濕度條件下，從 擦拭時刻l秒之后進行確定。所述試驗結(jié)果揭示、從擦拭時刻l秒之后可以 完全蒸發(fā)的水膜的厚度至少大約是300nm。圖5顯示了完全蒸發(fā)的水膜的厚度和溫度為11. 9攝氏度、濕度為63. 3% 以及風(fēng)速為5. 6m/s的條件下擦拭之后完全蒸發(fā)所需的時間之間的關(guān)系的 測量結(jié)果。在該條件下，測量進行6次(n二l至6)。在該濕度條件下，從 擦拭時刻3秒之后進行確定。所述試驗結(jié)果揭示、從擦拭時刻3秒之后可以 完全蒸發(fā)的水膜的厚度至少大約是650nm。圖6顯示了完全蒸發(fā)的水膜的厚度和溫度為12. O攝氏度、濕度為72. 0% 以及風(fēng)速為5.2m/s的條件下擦拭之后完全蒸發(fā)所需的時間之間的關(guān)系的 測量結(jié)果。在該條件下，測量進行5次"=1至5)。在該濕度條件下，從 擦拭時刻5秒之后進行確定。所述試驗結(jié)果揭示、從擦拭時刻5秒之后可以 完全蒸發(fā)的水膜的厚度至少大約是800nm。圖7顯示了完全蒸發(fā)的水膜的厚度和溫度為11. 6攝氏度、濕度為83. 0% 以及風(fēng)速為5. 3m/s的條件下擦拭之后完全蒸發(fā)所需的時間之間的關(guān)系的 測量結(jié)果。該濕度條件與JIS D5710的相比更苛刻。在該條件下，測量也 進行5次(n二l至5)。在該濕度條件下，從擦拭時刻5秒之后進行確定。所述試驗結(jié)果揭示、從擦拭時刻5秒之后可以完全蒸發(fā)的水膜的厚度至少大約是700nm。總之，根據(jù)該試驗(所述試驗由本申請的發(fā)明人以與JIS D5710相似 的方式來執(zhí)行)，如圖4中所示在濕度為56.4%的條件下、從擦拭的時刻一 秒之后進行的確定是分別在上述的條件下所進行的確定之中最嚴(yán)格的確 定。即使在最嚴(yán)格的確定中，己經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)緊隨擦拭之后水膜的厚度等于或 者小于300nm時，水膜可以在一秒之后完全蒸發(fā)。相應(yīng)地，發(fā)現(xiàn)在Onm〈hx ^300nm的范圍中的水膜的厚度hx是實現(xiàn)高的擦拭性能的適當(dāng)范圍。Onm的 厚度從上述適當(dāng)?shù)姆秶懦龅脑蛉缦?。即，在玻璃表面la和擦拭器條15 的接觸部分24a之間出現(xiàn)的水可以用作液體潤滑劑。因此，只要水保留在 玻璃表面la和接觸部分24a之間，就可能限制由于擦拭所導(dǎo)致的擦拭器條 15的磨損，且可能在玻璃表面la之上實施擦拭器條15的平滑擦拭運動。此外，本申請的發(fā)明人集中在緊隨擦拭之后虹彩色與玻璃表面的反射 上，如同從油膜反射虹彩色那樣。緊隨擦拭之后從玻璃表面反射虹彩色被 認(rèn)為是擦拭性能的不需要的狀態(tài)。玻璃表面上的虹彩色是由于根據(jù)水膜的 厚度發(fā)生光的干涉的緣故、通過強化被反射的光的特定的波長所導(dǎo)致。有 鑒于上述方面，本申請的發(fā)明人已經(jīng)研究了水膜的厚度和從水膜的反射光 的可見波長之間的關(guān)系，如圖8A—8L中所示。在圖8A —8L中，水膜的厚度 在25nm的間隔處設(shè)定在25mn至200nm的范圍中(圖8A — 8H)。在等于或者大 于200nm的范圍中，水膜的厚度設(shè)定為250nm、 300nm、 400nm和500nm (圖 8I至8L)。此時，在相對于波長的反射率的改變局部地顯示了陡峭的波谷和陡峭 的波峰的情況下，在波峰處的反射率的峰值和在峰值之前或者之后的反射 率的值之間的差異變大。因此，峰值周圍的波長的光相對地強化以產(chǎn)生虹 彩色。因此，可視的虹彩色出現(xiàn)在水膜的150rnn至500nm的厚度范圍中。例 如，紫色出現(xiàn)在150nm的膜厚、藍色出現(xiàn)在175nm的膜厚。這樣，當(dāng)水膜的 厚度等于或者大于150mn時，擦拭性能(擦拭結(jié)果)可能會由于可見的虹 彩色而變差。相比較而言，當(dāng)水膜的厚度等于或者小于125nm時，反射率的改變是適當(dāng)?shù)?，這樣水膜變成通常是無色的，且沒有強的虹彩色。結(jié)果，即使水 膜出現(xiàn)在玻璃表面上也可以實現(xiàn)良好的擦拭性能。因此，有鑒于通過光的關(guān)涉所產(chǎn)生的虹彩色，當(dāng)在緊隨擦拭之后水膜的厚度hx處于Onm〈hx《 125nm的范圍中，虹彩色也沒有得到加強。結(jié)果，緊隨擦拭之后可以獲得 良好的擦拭性能(良好的擦拭結(jié)果)。有鑒于上述的水膜的蒸發(fā)，可以理 解，具有至少300nm厚度的水膜可以在如上所述的預(yù)定的時間周期之內(nèi)蒸 發(fā)。因此，在緊隨擦拭之后殘余的水膜的厚度hx處于0nm〈hx《425nm的范圍中的情況下，即使當(dāng)擦拭之后在預(yù)定的時間周期之內(nèi)沒有完全蒸發(fā)而留 下水膜時，殘余的水膜沒有顯示被強化的虹彩色。結(jié)果，本申請的發(fā)明人 已經(jīng)得出結(jié)論、在范圍0nm〈hx《425nm之內(nèi)可以實現(xiàn)良好的擦拭性能。然后，本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx可以 通過沿著擦拭器條15的擦拭方向(參看圖3)適當(dāng)調(diào)節(jié)唇部24 (更具體地， 接觸部分24a)的擠壓壓力P的曲線或者輪廓來控制。有鑒于需要通過擦拭 器條15擦拭粘附到玻璃表面la上的水，但是沒有完全移除水，所述擦拭現(xiàn) 象可以認(rèn)為是通過玻璃表面la上的水對擦拭器條15的液體潤滑。有鑒于 此，本申請的發(fā)明人已經(jīng)得到這樣的想法應(yīng)用流體力學(xué)潤滑的下述基本 公式(雷諾基本公式)。在下述的說明中，書名為"Introduction to Tribology， Fundamentals of Friction, Wear and Lubrication，， (Saiwai Shobo公司)的第90 — 94頁將稱為對比文件1，書名為"Tribology" (Rikogakusha出版公司)的第144一148頁將稱為對比文件2。下述的公式(1)是流體力學(xué)潤滑的基本公式(雷諾基本公式，參看 對比文件l)。首先，擠壓壓力P的曲線或者輪廓中的最大壓力梯度值(dP/dx) max和最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm之間的關(guān)系將在下 面描述。蘭=67"(冉-公式(1)此處h表示水膜(液體膜)的厚度； "hw"表示^ 二O的位置處的水膜的厚度，即接觸部分的最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度；"P"指示接觸部分的擠壓壓力； "x"指示所述位置；"tT指示水(液體)的粘性系數(shù)；以及 "U"指示擦拭器條的移動速度(擦拭速度)。接著，由下述的公式(2)和(3)限定無次元變量H、 S，上述公式(1) 被無次元化(參看對比文件2)。H=h、血y公式(2)'— 血d尸、血乂公式(3)此處，r!、 、血yrf尸指示S的最大值。當(dāng)將無次元變量H、 S應(yīng)用到公式(1)，得到下述公式(4),S =1 // //2 //3公式(4)Q尸、、血進一步地，當(dāng)公式(4)被轉(zhuǎn)換時，獲得下述公式(5)<，=1 公式(5)當(dāng)上述公式(5)使用下述公式(6)、 (7)來修改時，獲得下述公式(8)。X二A 公式(6)<formula>formula see original document page 12</formula>在公式(8)中，在X〉0的情況下Y的最大值是在形成穩(wěn)定的膜時最大 壓力梯度點。在最大壓力梯度點處，實現(xiàn)dY/dX二0的狀態(tài)，這樣獲得X二 3/2以及Y二4/27。在最大壓力梯度點處，上述的無次元變量S是"1"。這 樣，當(dāng)Y二4/27且S二1應(yīng)用到上述公式(7)時，Hm通過下述公式(9)獲得。<formula>formula see original document page 12</formula>在最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm有鑒于公式(4)處的Hm由 下述公式(10)限定。當(dāng)求解dP/dx時，獲得下述公式(11)。<formula>formula see original document page 12</formula>此處，U^m"表示最大壓力梯度值；"hffl"表示接觸部分的最大擠壓壓力的位置處的水膜(液體膜)的厚度；"T1"指示水(液體)的粘性系數(shù)；以及 "U"指示擦拭器條的移動速度(擦拭速度)。艮口，發(fā)現(xiàn)在擠壓壓力P的曲線中的最大壓力梯度值(dP/dx) max和在 最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm彼此相關(guān)(在這種情況下，最大壓 力梯度值(dP/dx) max是正值)。換言之，當(dāng)水膜的厚度hm需要在適當(dāng)?shù)?范圍之內(nèi)時，最大壓力梯度值(dP/dx) max可以被調(diào)節(jié)以使其成為可能。 在緊隨擦拭之后水膜的厚度hx變得稍微小于最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm。在任何情況下，緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx位于厚度hx小 于厚度hm的更小的一側(cè)上，即位于擦拭性能改進的一側(cè)上。因此，在本實 施例中，在最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm替代緊隨擦拭之后水膜 的厚度hx。然后，對于下述的三種情況，獲得最大壓力梯度值(dP/dx) max。在 第一種情況下，緊隨擦拭之后水膜的厚度hx設(shè)定在第一范圍(Omn〈hx《 425nm)中，在該范圍中，考慮到了蒸發(fā)因素和由于光的干涉所導(dǎo)致的虹 彩色的因素。在第二種情況下，緊隨擦拭之后水膜的厚度hx設(shè)定在第二范 圍(0nm〈hx《300nm)中，其中主要考慮了蒸發(fā)的因素。在第三種情況下， 緊隨擦拭之后水膜的厚度hx設(shè)定在第三范圍(0nm<hx<125nm)中，其中主要考慮了由于光的干涉所導(dǎo)致的虹彩色的因素。在該情況下使用的粘性 系數(shù)n設(shè)定為Tl二0.001792Pa's，這是在O度攝氏度的溫度下的水的粘性系數(shù)。在該情況下所使用的擦拭器條的移動速度(擦拭速度)U設(shè)定為U^ 5m/s，該速度是在移動速度(擦拭速度)U在低速和高速之間移動的情況 下高速擦拭操作的速度。此處，需要注意的是，由擦拭器條擦拭的液體不限于雨水。例如，除 了雨水之外，商業(yè)上的洗衣機流體和油膜移除流體也通過擦拭器條擦拭。 在這些液體中，洗衣機流體和油膜移除流體中的每個被形成為混合液體， 酒精混合在所述混合液體中，從而這樣的液體的粘性系數(shù)相對較低，由此 這樣的液體可以有利地用于在擦拭時用擦拭器條15形成適當(dāng)?shù)囊后w膜。相 比較而言，與洗衣機流體和油膜移除流體相比，水具有更高的粘性系數(shù)， 與洗衣機流體和油膜移除流體相比，從而水與擦拭器條一起使用是不利 的。因此，為了形成適當(dāng)?shù)氖沟貌潦闷鳁l15具有良好的擦拭性能的水膜， 水的系數(shù)有利地設(shè)置成等于或者高于恰在冰凍之前O攝氏度的溫度下水的 粘性系數(shù)，即最差條件的水的粘性系數(shù)。這樣，即使當(dāng)水被用作洗衣機液 體而不是混合液體(例如，商業(yè)上的洗衣機流體和油膜移除流體)，擦拭 器條15的擦拭操作可以形成適當(dāng)?shù)乃?，所述水膜使得具有良好的擦拭?能。此外，玻璃表面la上的擦拭器條15的移動速度有利地設(shè)定在范圍 0.1m/s至5m/s中。特別地，當(dāng)擦拭器條15的移動速度變得小于0.1m/s時，擦拭器條15和玻璃表面1 a之間的水膜從液體潤滑狀態(tài)朝向固體潤滑狀態(tài)轉(zhuǎn) 變。這樣，不利地促進了擦拭器條15的磨損。此外，當(dāng)發(fā)生朝向固體潤滑 狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，擦拭器條15的摩擦增加以產(chǎn)生擦拭器條15的顫動振動。相比 較而言，當(dāng)擦拭器條15的移動速度變得高于5m/s時，增加了在擦拭器片的 往復(fù)擦拭路徑中擦拭器片超過預(yù)定的返回位置的超限運動的可能性，這 樣，為了避免超限運動，需要將擦拭模式(擦拭范圍)設(shè)定的更小。例如， 當(dāng)?shù)退俨潦貌僮髂Ｊ胶透咚俨潦貌僮髂Ｊ街械拿總€設(shè)定在高于5m/s的上述范圍中的移動速度時，低速擦拭操作模式中的擦拭范圍不利地減小，盡 管在低速擦拭操作模式中存在相對小的、具有超限運動的可能性。因此， 有利地將擦拭器條15的移動速度設(shè)定在0.1m/s至5m/s的范圍中。在緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx設(shè)定在如上所述的第一范圍(Onm〈hx <425腦)的情況下，最大壓力梯度值(dP/dx) max變成下述:(dP/dx) 》44. lMPa/腿。在緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx設(shè)定在第二范圍(Onm〈hx <300nm)的情況下，最大壓力梯度值(dP/dx) max變成下述(dP/dx) 》88. 5MPa/mm。在緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx設(shè)定在第三范圍(Onm〈hx 《125nm)的情況下，最大壓力梯度值(dP/dx) max變成下述(dP/dx) ^509.7MPa/mm。水的粘性系數(shù)ri和擦拭器條的移動速度(擦拭速度)U不 限于上述的值且可以用適當(dāng)?shù)姆绞叫薷囊杂嬎銓?yīng)的最大壓力梯度值 (dP/dx) max。通過修改每個對應(yīng)的設(shè)計因素可以調(diào)節(jié)最大壓力梯度值(dP/dx)max， 例如擦拭器條15的擦拭部分23的形狀，特別是唇部24的形狀(例如拐角的 形狀，唇部24的表面的表面粗糙度)，擦拭器條15的材料，施加到擦拭器 條15的擠壓壓力等。因此，擦拭器條15的設(shè)計因素可以被確定來實現(xiàn)最大 壓力梯度值(dP/dx) max,這將緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx變成所需的 厚度。由此，根據(jù)本實施例，可以形成以可靠的方式實現(xiàn)高擦拭性能的擦 拭器條15。 S卩，緊隨擦拭之后形成的水膜的厚度hx可以通過在接觸玻璃表 面la的擦拭器條15的接觸部分24a處的擠壓壓力P的輪廓中的最大壓力梯 度值(dP/dx) max來控制。在本實施例的擦拭器條15中，其中通過上述計算所獲得的最大壓力梯 度值(dP/dx) max得到反映的主題區(qū)域設(shè)定為包括擦拭器條15的縱向中心區(qū)域的、擦拭器條15的整個縱向范圍的一半(1/2)的預(yù)定縱向區(qū)域A1 (參 看圖2)。擦拭器條15的區(qū)域A1優(yōu)選地設(shè)定為與重要的擦拭范圍對應(yīng)，這對 于駕駛者提供清楚的視野是非常重要的。具體而言，擦拭器條15的區(qū)域A1 優(yōu)選地設(shè)定為與弓形條狀中心區(qū)域AO對應(yīng)，該區(qū)域A0在擦拭器條15的擦拭 范圍中徑向?qū)χ?，如圖1中所示。在這種情況下，其中反映最大壓力梯度 值(dP/dx) max的擦拭器條15的區(qū)域可以根據(jù)美國的規(guī)定來設(shè)定，即聯(lián)邦 汽車安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS) No. 104來設(shè)定，所述聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS) No.l04限定了擋風(fēng)玻璃擦拭以及清洗系統(tǒng)(特別與被擦拭的視野相關(guān))的 要求。接著將說明上述實施例的優(yōu)點。(1) 導(dǎo)出了在最大擠壓壓力的位置處的厚度hm和最大壓力梯度值 (dP/dx) max之間的上述關(guān)系，且擦拭器條15的每個對應(yīng)的設(shè)計因素基于上述關(guān)系確定。此處，緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx對于駕駛者的視野有 影響，這樣緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx設(shè)定為落入適當(dāng)?shù)姆秶詫︸{駛 者提供適當(dāng)?shù)囊曇啊＞o隨擦拭之后的水膜的厚度hx與在最大擠壓壓力的位 置處的水膜的厚度hm直接相關(guān)。因此，最大壓力梯度值(dP/dx) max被確 定，這樣用作緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx的、在最大擠壓壓力的位置處 的水膜的厚度落入上述的適當(dāng)范圍中。然后，擦拭器條15的每個對應(yīng)的設(shè) 計因素被確定來實施被確定的最大壓力梯度值(dP/dx) max。在基于此所 形成的擦拭器條15中，緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx落入適當(dāng)?shù)姆秶小?這樣，就可以以可靠的方式來改進擦拭性能。由此，就可以減小所需的設(shè) 計時間。(2) 擦拭器條15的每個對應(yīng)設(shè)計因素基于對應(yīng)的最大壓力梯度值 (dP/dx) max確定，所述最大壓力梯度值(dP/dx) max讓緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx、即在本實施例中最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm落 入第一范圍(0nm〈hx《425nm)、第二范圍(0nm<hx<300nm)、和第三范圍 (0nm<hx<125nm)中的對應(yīng)一個范圍中。水膜的厚度的上述范圍中的每 個是在設(shè)定所述條件時測量以參照J(rèn)IS D5710給駕駛員提供清晰視野的適 當(dāng)范圍。這樣，當(dāng)擦拭器條的每個對應(yīng)的設(shè)計因素使用上述對應(yīng)的范圍來 確定時，可以更可靠地改進所述擦拭性能。在使用O攝氏度的水溫下的水的粘性系數(shù)(T! = 0.001792Pa'S)以及用 于實施高速擦拭操作的擦拭器條的高移動速度(U = 5m/S)的情況下，為 了將緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx放入第一范圍中，最大壓力梯度值 (dP/dx) max必須等于或者大于44. lMPa/咖。同樣，為了將緊隨擦拭之后 的水膜的厚度hx放入第二范圍中，最大壓力梯度值(dP/dx) max必須等于 或者大于88. 5MPa/mm。進一步地，為了將緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx放 入第三范圍中，最大壓力梯度值(dP/dx) max必須等于或者大于 509.7MPa/mm。當(dāng)擦拭器條15基于上述數(shù)據(jù)形成時，緊隨擦拭之后的水膜 的厚度hx落入適當(dāng)?shù)姆秶?，這樣可以可靠地改迸擦拭性能。(3)包括擦拭器條15的縱向中心區(qū)域的預(yù)定縱向區(qū)域(在本實施例 中為擦拭器條15的整個縱向范圍的一半即1/2的區(qū)域A1)設(shè)定為上述設(shè)計 方法將被應(yīng)用的主題區(qū)域。擦拭器條15的縱向中心區(qū)域是在擦拭之后對駕 駛員提供清晰視野的重要區(qū)域。因此，當(dāng)本實施例的設(shè)計方法應(yīng)用到擦拭 器條15的縱向中心區(qū)域時，所需的擦拭性能可以至少在該重要區(qū)域中保 持。本發(fā)明的上述實施例可以如下修改。在本實施例中，包括擦拭器條15的縱向中心區(qū)域的、擦拭器條15的預(yù) 定縱向區(qū)域(在本實施例中為擦拭器條15的整個縱向范圍的一半即l/2的 區(qū)域A1)設(shè)定為上述設(shè)計方法將被應(yīng)用的主題區(qū)域。但是，本發(fā)明不限于 此。例如，擦拭器條15的整個縱向范圍可以形成為其中上述實施例的設(shè)計 方法應(yīng)用到其中的主題區(qū)域。用該修改，擦拭器條15的擦拭性能可以沿著 擦拭器條15的整個縱向范圍改進。在上述的實施例中，在最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度hm與在緊 隨擦拭之后的水膜的厚度hx直接相關(guān)。這樣，緊隨擦拭之后的水的厚度hx 的合適范圍在最大擠壓壓力下直接應(yīng)用到水膜的厚度hm?？蛇x地，合適的 系數(shù)可以乘到緊隨擦拭之后的水膜的厚度hx的對應(yīng)的合適范圍以獲得在 最大擠壓壓力的位置處的水膜的對應(yīng)厚度hm。此外，緊隨擦拭之后的水膜 的厚度hx可以使用例如上述的公式在最大擠壓壓力的位置處基于水膜的 厚度hm來計算。因此，就可能在最大擠壓壓力的位置處獲得對應(yīng)的水膜的厚度hm。在上述的實施例中，擦拭器條15通過桿部件14保持，所述桿部件14 包括多個桿14a—14c，以形成擦拭器片13。但是，本發(fā)明不限于此。例如， 本發(fā)明可應(yīng)用到單個桿類型的擦拭器片，所述擦拭器片具有單個桿。同樣， 本發(fā)明可應(yīng)用到無桿型擦拭器片，具有通過桿保持擦拭器條的功能的桿得 以消除。在上述的實施例中，本發(fā)明可應(yīng)用到擦拭器條15的設(shè)計。除了擦拭器 條15之外，本發(fā)明可應(yīng)用到擦拭器片13的設(shè)計。普通技術(shù)人員很容易想到其他的優(yōu)點和修改。因此，本發(fā)明就在最寬 的意義上而言不限于所顯示的和所說明的特定的細節(jié)、代表性設(shè)備和示意 性示例。
權(quán)利要求
1. 一種擦拭器條，包括接觸部分，所述接觸部分通過液體膜與擦拭 表面可接合，其中在接觸部分處、相對擦拭表面的擠壓壓力曲線的最大壓 力梯度值設(shè)置成落入第一范圍中，所述第一范圍為等于或者大于44. lMPa/腿。
2. —種擦拭器條，包括接觸部分，所述接觸部分通過液體膜與擦拭 表面可接合，其中在接觸部分處、相對擦拭表面的擠壓壓力曲線的最大壓 力梯度值設(shè)置成落入第二范圍中，所述第二范圍為等于或者大于88. 5MPa/誦。
3. —種擦拭器條，包括接觸部分，所述接觸部分通過液體膜與擦拭 表面可接合，其中在接觸部分處、相對擦拭表面的擠壓壓力曲線的最大壓 力梯度值設(shè)置成落入第三范圍中，所述第三范圍為等于或者大于509. 7MPa/咖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的擦拭器條，其中最大壓力梯度值出現(xiàn)在包括 擦拭器條的縱向中心區(qū)域的、擦拭器條的預(yù)定縱向區(qū)域中。
5. —種擦拭器片，包括根據(jù)權(quán)利要求1一4任一所述的擦拭器條。
6. —種擦拭器條的設(shè)計方法，包括基于接觸部分處的相對于擦拭 表面的擠壓壓力曲線的最大壓力梯度值和最大擠壓壓力的位置處的液體 膜的厚度之間的關(guān)系、確定擦拭器條的每個對應(yīng)設(shè)計因子，所述擦拭器條 包括通過液體膜與擦拭表面可接合的接觸部分，其中所述關(guān)系以下述公式表述<formula>formula see original document page 2</formula>"A/'表示在接觸部分的最大擠壓壓力的位置處的液體膜的厚度;表示液體的粘性系數(shù)；以及 "U"表示擦拭器條的移動速度。表示最大壓力梯度值;
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計方法，其中確定擦拭器條的每個對應(yīng)設(shè) 計因子是基于最大壓力梯度值，所述最大壓力梯度值讓液體膜在最大擠壓壓力的位置處的厚度落入預(yù)定的范圍中，所述預(yù)定的范圍是大于Onm且等 于或者小于425nm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計方法，其中確定擦拭器條的每個對應(yīng)設(shè) 計因子是基于最大壓力梯度值，所述最大壓力梯度值讓液體膜在最大擠壓 壓力的位置處的厚度落入預(yù)定的范圍中，所述預(yù)定的范圍為大于Omn且等 于或者小于300nm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計方法，其中確定擦拭器條的每個對應(yīng)設(shè) 計因子是基于最大壓力梯度值，所述最大壓力梯度值讓液體膜在最大擠壓 壓力的位置處的厚度落入預(yù)定的范圍中，所述預(yù)定的范圍為大于Omn且等 于或者小于125nm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計方法，其中確定擦拭器條的每個對應(yīng) 設(shè)計因子應(yīng)用到包括擦拭器條的縱向中心區(qū)域的、擦拭器條的預(yù)定縱向區(qū) 域中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計方法，其中所述擦拭器條的移動速度 設(shè)定在O. lm/s至5m/s的范圍中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6 — 11任一所述的設(shè)計方法，其中被擦拭器條擦拭的液體是水；以及 所述水的粘性系數(shù)被設(shè)定為等于或者小于O. 001792Pa-s。
全文摘要
導(dǎo)出在最大擠壓壓力的位置處的水膜的厚度和最大壓力梯度值之間的關(guān)系。每個擦拭器片的對應(yīng)設(shè)計因子基于該關(guān)系確定，且制造所述擦拭器片。這樣，在擦拭器片處，緊隨擦拭之后水膜的厚度落入合適的范圍中。
文檔編號B60S1/38GK101311042SQ20081010915
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者太田功, 木山真晃 申請人:阿斯莫株式會社