擋風(fēng)玻璃雨刷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種擋風(fēng)玻璃雨刷裝置(20)，其包括由柔性材料制成的縱向延伸的雨刷條(22)。至少一個(gè)由彈簧狀材料制造的載體可操作地支撐該雨刷條(22)且使其偏置成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。該擋風(fēng)玻璃雨刷裝置(20)進(jìn)一步包括用于連接雨刷臂的連接裝置。雨刷條(22)的至少一部分具有直接形成于柔性材料中的微觀結(jié)構(gòu)表面。該微觀結(jié)構(gòu)表面可位于例如雨刷條的擦拭部分(24)、孔道、鉸接部分(28)和擾流板部分(26)中的任何一個(gè)或者任意組合上。
【專利說(shuō)明】擋風(fēng)玻璃雨刷裝置
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2012年I月20日提交的第61/589，039號(hào)和2011年11月18日提交的第61/561，618號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明大致涉及擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，更具體的涉及擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的雨刷條?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置或雨刷器的雨刷條是由橡膠材料制成的，橡膠材料與車輛的擋風(fēng)玻璃密封抵觸以將水、雪或者其他東西從擋風(fēng)玻璃上移除。此外，通常選用具有良好的耐磨性能、低摩擦表面和良好滑動(dòng)性能的材料以使雨刷器具有良好的擦拭質(zhì)量。時(shí)常地，提高材料的這些特性中的一個(gè)或更多對(duì)其他特性具有負(fù)作用。例如，軟橡膠可生產(chǎn)出具有超常的擦拭質(zhì)量的雨刷條，但該雨刷條還具有不理想的高摩擦阻力，這可能降低此類雨刷器的壽命。
[0004]一些雨刷制造商已經(jīng)嘗試通過(guò)將具有疏水性的涂層涂覆于雨刷條以提高他們的雨刷器的性能。這類涂層容許雨刷條由硬橡膠制成，從而導(dǎo)致減少摩擦并延長(zhǎng)壽命，而不會(huì)降低擦拭質(zhì)量。但是，這類涂層可能非常昂貴，難以應(yīng)用于雨刷條和/或可能隨著時(shí)間而磨損，導(dǎo)致降低擦拭質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種具有高性能和長(zhǎng)壽命的用于車輛的擋風(fēng)玻璃雨刷設(shè)備。該擋風(fēng)玻璃雨刷設(shè)備包括由柔性材料制成的縱向延伸的雨刷條。由彈簧狀材料制成的至少一個(gè)載體可操作地支撐且將雨刷條偏置成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。該擋風(fēng)玻璃雨刷設(shè)備還包括用于與雨刷臂連接的連接裝置。雨刷條的至少一部分具有直接形成于柔性材料中的微觀結(jié)構(gòu)表面(microtexturedsurface)。該微觀結(jié)構(gòu)表面可配置為提高雨刷條的耐磨性,減小雨刷條的摩擦表面且提高雨刷條的滑動(dòng)性質(zhì)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，該微觀結(jié)構(gòu)表面直接形成于雨刷條的擦拭部分中。微觀結(jié)構(gòu)為擦拭部分提供了疏水性以提高該擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的擦拭質(zhì)量。此外，微觀結(jié)構(gòu)減小了雨刷條和車輛的擋風(fēng)玻璃之間的摩擦，從而容許雨刷條由更柔軟的材料制成，因此進(jìn)一步提高擦拭質(zhì)量而不降低擋風(fēng)玻璃裝置的壽命。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)方面，該雨刷條包括用于容納載體的孔道，而且該孔道具有微觀結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)減小了雨刷條和載體之間的摩擦以減小雨刷條內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力，否則當(dāng)雨刷條通過(guò)載體被偏置為彎曲結(jié)構(gòu)時(shí)可形成內(nèi)應(yīng)力。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的更另一個(gè)方面，雨刷條包括具有微觀結(jié)構(gòu)的鉸接部分。鉸接部分上的微觀結(jié)構(gòu)防止雪花、冰、灰塵或其它碎屑固定附著在鉸接部分并且在車輛的雨刷器系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)擋風(fēng)玻璃雨刷裝置變換方向時(shí)阻止擦拭部分來(lái)回繞軸旋轉(zhuǎn)。[0009]根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，雨刷條包括具有微觀結(jié)構(gòu)的擾流板部分。位于擾流板部分上的該微觀結(jié)構(gòu)可配置為提高由擾流板部分提供的下壓力或者它可配置為減小雨刷器的氣動(dòng)阻力。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種制造擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的方法。該方法包括制造由柔性材料制成的縱向延伸的雨刷條的步驟，該雨刷條具有直接形成于柔性材料中的具有微觀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)表面。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)方面，制造步驟是指從具有帶有微觀結(jié)構(gòu)的成型出口的擠壓模中擠壓出該雨刷條。位于擠壓模上的微觀結(jié)構(gòu)形成了由此擠壓出的雨刷器上的線性延伸的微觀結(jié)構(gòu)。由于該微觀結(jié)構(gòu)可減小通過(guò)成型出口被擠壓出的材料和擠壓模之間的摩擦，這可以提供產(chǎn)品制造優(yōu)勢(shì)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的更另一個(gè)方面，該制造步驟是在具有帶有微觀結(jié)構(gòu)表面的模具腔的模具內(nèi)注射成型該雨刷條。模具腔內(nèi)位于雨刷條上的微觀結(jié)構(gòu)還可為柱狀型或者它們可以以類似于通過(guò)擠壓形成位于雨刷條上的微觀結(jié)構(gòu)的方式線性延伸。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]參閱附圖，以及同樣參閱以下詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更易于領(lǐng)會(huì)和理解，其中:
[0014]圖1是典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的立體正視圖；
[0015]圖2是沿著圖1的線2-2剖開(kāi)的該典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的剖視圖；
[0016]圖3A是通過(guò)注射成型工藝制造的圖1的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置中的雨刷條的立體正視圖；
[0017]圖3B是圖3A中雨刷條的擦拭部分的放大示意圖，示出了在注射成型工藝過(guò)程中形成的微觀結(jié)構(gòu)表面；
[0018]圖3C是圖3A的雨刷條的孔道的放大示意圖，示出了在注射成型工藝過(guò)程中形成的微觀結(jié)構(gòu)表面；
[0019]圖3D是圖3A的雨刷條的鉸接部分的放大示意圖，示出了在注射成型工藝過(guò)程中形成的微觀結(jié)構(gòu)表面；
[0020]圖3E是圖3A的雨刷條的擾流板部分的放大示意圖，示出了在注射成型工藝過(guò)程中形成的微觀結(jié)構(gòu)表面；
[0021]圖4A是用于擠壓雨刷條的典型的擠壓模的正視圖；
[0022]圖4B是圖4A的擠壓模的一部分的放大示意圖；
[0023]圖5A是用于注射成型雨刷條的典型的模具的正視圖；
[0024]圖5B是圖5A的典型的模具的放大示意圖；以及
[0025]圖6是示出了通過(guò)擠壓工藝形成的典型的微觀結(jié)構(gòu)表面的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參閱附圖，其中所有附圖的類似的附圖標(biāo)記用于標(biāo)記相應(yīng)的部分，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面構(gòu)造的典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20 (或雨刷器)大致如圖1所示。現(xiàn)在參閱圖2的剖視圖，該典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20包括具有擦拭部分24、擾流板部分26和鉸接部分28的雨刷條22，擦拭部分24、擾流板部分26和鉸接部分28整體地彼此連接且由整體材料形成，鉸接部分28設(shè)置于擦拭部分24和擾流板部分26之間。擾流板部分26具有縱向延伸的孔道30，載體32(有時(shí)稱為“屈肌(flexor)”)設(shè)置于該孔道30內(nèi)。載體32由彈簧狀材料(例如彈簧鋼)制成且可操作地支撐雨刷條22并且使雨刷條22偏置成預(yù)定的結(jié)構(gòu)。再參閱圖1，由于缺少了可見(jiàn)于傳統(tǒng)擋風(fēng)玻璃雨刷裝置的桿和框架，該典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20是“梁”式裝置。如此，該典型的載體32(如圖2所示)自偏置為彎曲形狀以使雨刷條22偏置成彎曲結(jié)構(gòu)，從而容許它適合不同彎曲度的擋風(fēng)玻璃。該典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20還包括用于連接雨刷臂(圖中未示)的連接裝置34。此外，端蓋35固定于典型的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的端部的雨刷條22或者載體32。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，也可采用傳統(tǒng)式擋風(fēng)玻璃雨刷裝置作為替代，傳統(tǒng)式擋風(fēng)玻璃雨刷裝置包括具有多個(gè)桿的框架和大致線性偏置的載體。
[0027]該典型的整體的雨刷條22由柔性彈性材料制成，比如橡膠,用于對(duì)車輛的擋風(fēng)玻璃(圖中未示)形成密封且用于將雨、雪或其它東西從擋風(fēng)玻璃上移除。現(xiàn)在參閱圖3A和圖3B，典型的雨刷條22的擦拭部分24的外表面具有直接形成于柔性材料中且大致垂直遠(yuǎn)離外表面的周邊區(qū)域延伸的多個(gè)柱狀物或其它突出物36的微觀結(jié)構(gòu)。該微觀結(jié)構(gòu)使擦拭部分24具有疏水性以將雨和雪從擋風(fēng)玻璃上移除，從而相對(duì)于沒(méi)有該微觀結(jié)構(gòu)的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置提高了該擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的擦拭質(zhì)量。另外，位于擦拭部分24的外表面上的該微觀結(jié)構(gòu)減小了雨刷條22與擋風(fēng)玻璃之間的接觸面積以減小這些部件之間的摩擦。雨刷條22和擋風(fēng)玻璃之間摩擦力的減小容許雨刷條22由更軟的材料制成從而進(jìn)一步在不降低擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的壽命的同時(shí)提高擦拭質(zhì)量。該微觀結(jié)構(gòu)還能阻止冰或其他碎屑堆積于擦拭部分24上，從而進(jìn)一步提高擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的性能。
[0028]該微觀結(jié)構(gòu)的突出物36可具有任意需要的形狀并且甚至還可形成為沿著雨刷條22的長(zhǎng)度延伸的皺紋狀。該突出物36可按圖樣排列或者它們可相對(duì)彼此任意地排列。盡管未示出，該微觀結(jié)構(gòu)表面可包括除了突出物36之外或者代替突出物36的一個(gè)或多個(gè)腔。另外，該微觀結(jié)構(gòu)可采取一系列不同的結(jié)構(gòu)以優(yōu)化例如疏水性、減小摩擦或者氣動(dòng)阻力。
[0029]現(xiàn)在參閱圖3C，典型的雨刷條22另外包括位于縱向延伸的孔道30的壁上的微觀結(jié)構(gòu)，用以減小雨刷條22和載體32之間的摩擦。當(dāng)雨刷條通過(guò)載體32偏置成如圖1所示的彎曲結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)減少在雨刷條22內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力提高了擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的性能。如圖3所示，孔道30上的微觀結(jié)構(gòu)不同于擦拭部分24上的微觀結(jié)構(gòu)。特別地，孔道30上的微觀結(jié)構(gòu)僅為減小阻力進(jìn)行優(yōu)化，而非同時(shí)為減小阻力和疏水性進(jìn)行優(yōu)化。
[0030]現(xiàn)在參閱圖3D，典型的雨刷條22還包括鉸接部分28上的微觀結(jié)構(gòu)表面，該微觀結(jié)構(gòu)表面配置為不同于擦拭部分24上和孔道30上的微觀結(jié)構(gòu)。特別地，鉸接部分28上的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化為防止雪、冰或者灰塵堆積于鉸接部分28上，在車輛的擋風(fēng)玻璃雨刷系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20變換方向時(shí)，這可能通過(guò)阻止或者限制雨刷部分24的繞軸旋轉(zhuǎn)而影響擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的性能。
[0031 ] 現(xiàn)在參閱圖3E，典型的雨刷條22進(jìn)一步包括擾流板部分26上的微觀結(jié)構(gòu)表面，該微觀結(jié)構(gòu)表面配置為不同于擦拭部分24上、孔道30上和鉸接部分28上的微觀結(jié)構(gòu)。特別地，擾流板上的微觀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)凹痕40以減少擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的氣動(dòng)阻力?？蛇x擇地，該微觀結(jié)構(gòu)可配置為當(dāng)車輛高速行駛時(shí)通過(guò)擾流板部分26增加下壓力以提高擦拭部分24和擋風(fēng)玻璃之間的密封。
[0032]擦拭部分24、孔道30、鉸接部分28和擾流板部分26上的典型的微觀結(jié)構(gòu)均為點(diǎn)狀或柱狀并且通過(guò)注射成型工藝制造。如果雨刷條22通過(guò)擠壓工藝制造，然后該微觀結(jié)構(gòu)將線性延伸。例如，圖6中所示的微觀結(jié)構(gòu)通過(guò)擠壓工藝制造并且包括大致線性地延伸且彼此平行的多個(gè)類似條狀的凸起41。
[0033]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種制造擋風(fēng)玻璃雨刷裝置20的方法。該方法包括制造由柔性材料制成的縱向延伸的雨刷條22的步驟，該雨刷條具有包括直接形成于柔性材料中的多個(gè)突出物36和/或腔的至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面。該至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面可設(shè)置于擦拭部分24的外表面、內(nèi)部縱向延伸的孔道30的壁、擾流板26的外表面或鉸接部分28的外表面中任何一個(gè)或任意組合上。另外，該一個(gè)或多個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面可配置為提供疏水性、減小阻力或者氣動(dòng)阻力。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，制造雨刷條22的步驟是指通過(guò)采用擠壓模42的擠壓工藝，比如圖4A和圖4B所示的擠壓模42。該典型的擠壓模42包括開(kāi)口 44，開(kāi)口 44成型為類似于如圖2所示的且如上所述的雨刷條22的輪廓的形狀。如圖4B中所示，開(kāi)口 44的周長(zhǎng)區(qū)域是具有小凹痕46或凹槽的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)橡膠(或者任何其他柔性材料)通過(guò)成型出口 44擠出時(shí)，通過(guò)這些凹痕46會(huì)在雨刷條上形成微小的皺紋從而為制得的雨刷條22提供至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面。典型的擠壓模42上的凹痕46成型為大致矩形的。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，它們還可采用除了附圖中所示的那些形狀之外的許多不同的形狀。還應(yīng)當(dāng)理解的是，擠壓模42可具有除了凹痕46之外或者代替凹痕46的多個(gè)非常小的凸起。凹痕46還可沿著成型開(kāi)口 44的整個(gè)周長(zhǎng)設(shè)置，或者它們僅設(shè)置于開(kāi)口 44的預(yù)定位置。
[0035]除了通過(guò)用擠壓模42制造的雨刷條上的微觀結(jié)構(gòu)表面提供的性能優(yōu)勢(shì)之外，擠壓模42的微觀結(jié)構(gòu)表面還提供了制造優(yōu)勢(shì)。特別地，擠壓模42上的微觀結(jié)構(gòu)表面可具有減小擠壓模42和通過(guò)開(kāi)口 44擠壓出的材料之間的摩擦的效果。此時(shí)雨刷條22制造過(guò)程中的低摩擦容許更好地控制擠壓工藝并且減小通過(guò)擠壓模42的開(kāi)口 44推動(dòng)橡膠所需的壓力。
[0036]在另一個(gè)實(shí)施例中，制造雨刷條22的步驟是通過(guò)采用模48 (比如圖5A和圖5B中所示的模48)的注射成型工藝，該模48具有為注射成型雨刷條22成型的模具腔50。如圖5B的放大示意圖所示，模具48具有多個(gè)凹陷52。類似于上述的擠壓模42中的凹痕46，凹陷52非常小以在模具48中注射成型的雨刷條注射成型中形成微觀結(jié)構(gòu)表面。凹陷52可具有任意所需的形狀并且可遍布模具腔50設(shè)置或者它們可僅設(shè)置于模具腔50的預(yù)定部分。例如，可優(yōu)選僅包括在制造雨刷條的擦拭部分的模具腔50的一部分中的微觀結(jié)構(gòu)表面。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解，以上詳細(xì)說(shuō)明是關(guān)于一些當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的，本領(lǐng)域具有一般專業(yè)技術(shù)的人員根據(jù)此公開(kāi)所做的顯而易見(jiàn)的其他實(shí)施例均包含于此且落入任何最終授權(quán)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，該裝置包括: 一由柔性材料制成的縱向延伸的雨刷條； 至少一個(gè)由彈簧狀材料制成的載體，所述載體可操作地支撐所述雨刷條且使所述雨刷條偏置成預(yù)定結(jié)構(gòu)； 一用于連接雨刷臂的連接裝置； 其特征在于， 所述雨刷條的至少一部分具有直接形成于所述柔性材料中的微觀結(jié)構(gòu)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述微觀結(jié)構(gòu)表面包括多個(gè)柱狀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述雨刷條包括一擦拭部分、一鉸接部分和一擾流板部分，所述擦拭部分、所述鉸接部分和所述擾流板部分由所述柔性材料一體制成且整體地彼此連接，所述鉸接部分設(shè)置于所述擦拭部分和所述擾流板部分之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括一形成于所述雨刷條內(nèi)的縱向延伸的孔道，其中，所述至少一個(gè)載體設(shè)置于所述縱向延伸的孔道中，并且其中所述至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面位于所述孔道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面位于所述雨刷條的所述擦拭部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)表面位于所述鉸接部分上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述雨刷條的具有微觀結(jié)構(gòu)表面的所述至少一部分進(jìn)一步定義為所述擦拭部分、所述鉸接部分和所述擾流板部分中至少兩個(gè)的具有不同的微觀結(jié)構(gòu)的至少兩個(gè)不同部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)玻璃雨刷裝置，其特征在于，所述載體自偏置為彎曲形狀以使所述雨刷條偏置為彎曲結(jié)構(gòu)。
9.一種制造擋風(fēng)玻璃雨刷的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:制造縱向延伸的雨刷條，所述雨刷條由柔性材料制成且具有直接形成于柔性材料中的具有微觀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述制造雨刷條的步驟進(jìn)一步定義為擠壓出縱向延伸的雨刷條，所述雨刷條由柔性材料制成且具有直接形成于柔性材料中的具有微觀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述制造雨刷條的步驟進(jìn)一步定義為注射成型縱向延伸的雨刷條，所述雨刷條由柔性材料制成且具有直接形成于柔性材料中的具有微觀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述制造雨刷條的步驟進(jìn)一步定義為制造具有擾流板部分、鉸接部分和擦拭部分的雨刷條，所述擾流板部分、鉸接部分和擦拭部分由所述材料一體制成且彼此連接，并且所述雨刷條具有直接形成于柔性材料中的具有微觀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述雨刷條形成具有微觀結(jié)構(gòu)的縱向延伸的孔道，并且進(jìn)一步包括將彈簧狀材料制成的載體插入孔道中以將所述雨刷條偏置成為預(yù)定結(jié)構(gòu)的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述擾流板部分、所述鉸接部分和所述擦拭部分中的至少兩個(gè)具有帶有不同微觀結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)表面。
15.根據(jù)權(quán)利要 求9所述的方法，其特征在于，所述微觀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)柱狀物。
【文檔編號(hào)】B60S1/38GK104039612SQ201280066794
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月18日
【發(fā)明者】澤維爾·博蘭, 吉米·E·蒂爾 申請(qǐng)人:費(fèi)德羅-莫格爾公司