CN101905687A - 一种雨刮器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用寿命更持久的汽车用雨刮器，包括刮片和刮臂，刮臂的一端与刮片连接、另一端与动力机构连接，刮臂与刮片的连接部设置在使得刮片刮动时位于连接部的前、后两侧的刮片施加给挡风玻璃的压力与该段刮片的运动线速度的乘积大致相等的位置处。由于刮片所受摩擦力的大小与刮片给挡风玻璃的压力成正比，那么本发明的刮片前后两段所受的摩擦力与运动线速度的乘积也大致相等，整个刮片的磨损程度就会趋于一致，不会出现刮片前段被快速磨损的问题，整个雨刮器的使用寿命得到提高。

Description

一种雨刮器

技术领域

本发明涉及一种汽车部件，具体来说就是一种用于刮净挡风玻璃上的水、雾的雨刮器。

背景技术

现有技术的雨刮器包括与挡风玻璃接触并沿其表面刮动的刮片以及连接刮片与动力机构从而传递力和运动的刮臂，刮片大都是长条形，刮臂与刮片的连接部都设置在刮片的几何中点，以期使来自刮臂的作用力，以对称的方式往整个刮片上分散；刮片上位于连接部两侧的部分受到的来自刮臂的作用力和施加给挡风玻璃的作用力大致相等。

但是，该设计忽视了一个重要问题：对绝大部分车辆来说，刮片在挡风玻璃上做的是一个扇形的运动，由滑动摩擦力的计算公式F＝μN，刮片的前、后两段、也就是对应扇形内、外部的两段对挡风玻璃的压力以及运动受到的摩擦力大致相等。由于刮片不同位置运动线速度差别显著，那么刮片前段尤其是其端部的运动速度快、所经过的路程远，也必然先被磨损和破坏。磨损后的刮片工作时必然在磨损部位产生水纹，不仅影响美观而且容易影响驾驶员视线，引发安全事故；而更换被部分磨损的刮片又必然增加使用成本。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种使用寿命更持久的雨刮器。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种雨刮器，包括刮片和刮臂，刮臂的一端与刮片连接、另一端与动力机构连接，其特征在于：所述的刮臂与刮片的连接部设置在使得刮片刮动时位于连接部的前、后两侧的刮片施加给挡风玻璃的压力与该段刮片的运动线速度的乘积大致相等的位置处。

雨刮器刮过后留下水纹的原因就是与水纹位置对应处的刮片被磨损，众所周知的：刮片的磨损程度与刮片所受的摩擦力大小、刮片的运动线速度成正比，而刮片所受摩擦力的大小与刮片给挡风玻璃的压力成正比。本发明的刮片上位于连接部前侧的一段对挡风玻璃的压力与该段的运动线速度的乘积大致等于刮片上、位于连接部后侧的一段对挡风玻璃的压力与该段的运动线速度的乘积，那么本发明的刮片前后两段所受的摩擦力与运动线速度的乘积也大致相等，整个刮片的磨损程度就会趋于一致，不会出现刮片前段被快速磨损的问题，整个雨刮器的使用寿命得到提高。

附图说明

图1是一种实施方式的雨刮器的结构示意图；

图2是另一种实施方式的雨刮器的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种雨刮器，包括刮片2和刮臂1，刮臂1的前端与刮片2连接、后端与动力机构连接，刮片2位于车辆挡风玻璃表面，在受动力机构驱动的刮臂1的带动下沿挡风玻璃表面做扇形运动而刮除挡风玻璃表面的水或者雾。为了便于说明，本发明将刮片2定义为前、后两段，刮片2的前段就是刮片2与刮臂1的连接部12与刮片2上远离刮臂1的端头之间的部分，该端头也称为前端；后段是与前段反向延伸的部分，也就是刮片2上连接部12与刮片2的靠近刮臂1的端头之间的部分，该靠近刮臂1的端头称为后端；在刮片2做扇形刮动时，前段位于扇形运动轨迹的外侧、前端头位于最外侧，后段位于扇形运动轨迹的内侧、后端头位于最内侧。本发明的特点在于：雨刮器工作时，刮片2的前、后两段施加给挡风玻璃的压力与前、后两段刮片2各自的运动线速度的乘积大致相当或者说大致接近。

该构造的实现可以有多种具体实现方式，但因为刮片2上各部分的运动线速度是几乎无法改变的，所以就用不同办法来改变刮片2施加给挡风玻璃的压力的分布状况。如图1所示，对于质量沿刮片2长度方向对称分布的刮片2，也即是刮片2长度方向的中间最重而两端略轻的刮片2，或者整个长度方向上质量均匀一致的刮片2来说，可以将刮片2与刮臂1的连接部12设置在刮片2后端往前端方向的1/5到1/2处。如果质量沿长度方向对称、均匀分布的刮片2，也就是沿长度方向上任意相同长度的质量相等的刮片2，连接部12最好位于刮片2后端到前端的2/5位置处。其原理就是：连接部12是刮片2上最先接受刮臂1的作用力的部位，越靠近该连接部12则力的传递过程中的损失越小，刮片2传递到挡风玻璃表面的压力越大，那么后端施加给挡风玻璃的平均压力大于前段，而前段的运动线速度的平均值大于后端，两段上的平均压力与平均运动线速度的乘积大致相等。现有技术的刮片2几乎都是质量沿中点向两边对称分布或者整个长度方向均匀分布的，所以该方案便于对现有雨刮器进行改装。

另一种实施方式如图2所示：为了迎合大家的使用习惯和实现对称美观的视觉效果，连接部12仍然可以设置在刮片2长度方向的中间位置，同时刮片2的重心位于其后端到前端的1/5到1/2位置处，最好是2/5位置处。这样来自刮臂1的压力会呈中间大两边小的格局往刮片2两端分布，但由于挡风玻璃都是倾斜安装的，那么贴靠在挡风玻璃上的刮片2也是倾斜的，刮片2本身的自重会有一个压向挡风玻璃的作用力，刮片2的重心位于上述位置处也就使得刮片2重心处因自重向挡风玻璃施加的压力最大，该压力与来自刮臂1的压力的合力最大的位置也相应地向刮片2后端偏移，那么刮片2的前、后两段上的总压力的平均值与运动线速度的平均值仍然大致相等。该结构不仅能改变刮片2对挡风玻璃的压力分布，而且还能重新分布工作时刮片2上各部分的动能，现有的刮片2前端因为运动线速度大所以动能最大，而后端动能最小，在运动过程中容易抖动、扭曲，尤其是转向时，前端必然需要更大的外界阻力来驱使其停止运动和重新开始刮动，这样必然加剧刮片2前后两端的受力不平衡，加剧两端的抖动同时加剧了刮片2前段的磨损程度。而本发明的刮片2重心不在刮片2中间位置而在运动线速度较小的位置，那么整个刮片2上各部分的动能也更趋于一致，这样不仅刮动更平稳，更大大降低了刮片2转向时的受力不平衡，减小了抖动和前端的磨损。

众所周知的：雨刮器刮过后留下水纹的原因就是刮片2上相应位置处已经被磨损了，而刮片2的磨损程度与刮片2所受的滑动摩擦力大小、刮片2的运动线速度成正比。本发明通过合理布置使得刮片2的前、后两段对挡风玻璃的压力的平均值与该段的运动线速度的平均值的乘积大致相等，而刮片2所受的滑动摩擦力的大小与刮片2给挡风玻璃的总压力成正比。那么本刮片2的前、后两段所受的滑动摩擦力的平均值与运动线速度的平均值的乘积也大致相等，整个刮片2的磨损程度就会更加一致，同时采用上述技术方案后可以显著改善刮刷过程中刮片2的抖动显现，避免出现刮片2前段尤其是刮片2的前端被快速磨损的问题，雨刮器的耐久性和工作平稳性都大大提高。

当然，从上述实施方式中可以看出，实践中只能大致做到使刮片2前、后两段对挡风玻璃的压力的平均值与运动线速度的平均值的乘积大致相等；而从原理上讲刮片2上各点处对挡风玻璃的压力与运动线速度的乘积相等则刮片2的磨损程度最一致，实用寿命最长。但是实现这样的结构所需要的成本太高，所以只要刮片2前后两段对挡风玻璃的压力的平均值与运动线速度的平均值的乘积大致相当即相对于现有技术有了很大的改进，明显提高了雨刮器的实用寿命。

为了进一步提高雨刮器尤其是刮片2的使用寿命，刮片2由耐磨材料制成且其上的与挡风玻璃相接触的表面还可以涂覆耐磨层进一步提高耐磨性能。为了美观需要，刮片2和刮臂1的表面最好再涂覆颜色与车身外饰面的颜色大致相同或相近的油漆层。

Claims (7)

1.一种雨刮器，包括刮片(2)和刮臂(1)，刮臂(1)的一端与刮片(2)连接、另一端与动力机构连接，其特征在于：所述的刮臂(1)与刮片(2)的连接部(12)设置在使得刮片(2)刮动时位于连接部(12)的前、后两侧的刮片(2)施加给挡风玻璃的压力与该段刮片(2)的运动线速度的乘积大致相等的位置处。

2.根据权利要求1所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)的质量沿其长度方向对称分布，刮臂(1)与刮片(2)的连接部(12)大致位于刮片(2)后端到前端的1/5到1/2位置处。

3.根据权利要求1所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)的重心位于其后端到前端的1/5到1/2位置处，刮臂(1)与刮片(2)的连接部(12)设置在刮片(2)的中间位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)的质量沿其长度方向对称、均匀分布，刮臂(1)与刮片(2)的连接部(12)大致位于刮片(2)后端到前端的2/5位置处。

5.根据权利要求3所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)的重心位于其后端到前端的2/5位置处。

6.根据权利要求4所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)上的与挡风玻璃相接触的表面涂覆有耐磨层，所述的刮片(2)和刮臂(1)的表面涂覆有颜色与车身外饰面的颜色大致相同油漆层。

7.根据权利要求5所述的一种雨刮器，其特征在于：所述的刮片(2)上的与挡风玻璃相接触的表面涂覆有耐磨层，所述的刮片(2)和刮臂(1)的表面涂覆有颜色与车身外饰面的颜色大致相同油漆层。

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