JP2004519380A - 特に自動車に用いられるワイパアームおよび該ワイパアームを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

ワイパアーム（１８）およびワイパアーム（１８）を製造するための方法が提案される。この場合、ワイパアーム（１８）はＵ字形のプロファイル部分（２４）と底部（３４）とから成っており、該底部（３４）がプロファイル部分（２４）に所定の固定点でのみ固定されている。

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、特に自動車に用いられるワイパアームに関する。さらに本発明は、請求項１１および請求項１２の上位概念部に記載の、このようなワイパアームを製造するための方法に関する。
【０００２】
揺動運動可能なワイパ軸をワイパブレードに結合する多数のワイパアームが既に知られている。ワイパアームは、フロントウィンドガラスにわたってワイパブレードを運動させるために必要となる力をワイパ軸からワイパブレードへ伝達し、そしてワイパブレードをフロントウィンドガラスに当て付けるために必要となる当付け力を発生させるために働く。伝達されるべきトルクが高いことに基づき、ジョイント部分ができるだけ軽量構造を有し、しかもそれにもかかわらず極めて曲げ剛性的でかつねじり剛性的であることが必要となる。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明によるワイパアームには、Ｕ字形の異形成形部分もしくはプロファイル部分に底部を嵌め込むことによって、曲げ剛性的でかつねじり剛性的な、閉じられた方形成形体もしくは方形プロファイルが形成されるという利点がある。さらに、これに関連して、両部分、つまり底部とＵ字形のプロファイル部分との壁厚さを、単にＵ字形のプロファイル部分しか使用しない場合よりも小さく保持することができることも有利である。さらに、底部が点状にのみ、つまり所定の固定点でのみ、Ｕ字体側部に固定されていると、このプロファイルを極めて簡単にかつ廉価に製造することができる。さらに、ワイパアームの平滑面状の底部が得られる。このことはワイパアームの周囲を流れる空気流の流過を改善する結果となる。
【０００４】
ワイパシステムの被運動質量が著しく減じられるので、ワイパ軸の軸受けを一層小さく寸法決めすることもできる。さらに、減じられた質量に基づき、軸受けの摩耗も減じられる。
【０００５】
目に見えるワイパアーム上面が逆Ｕ字形のプロファイル部分により一体に形成されていることに基づき、上面における危険なエッジが回避され、ワイパアームのデザインも現在のワイパアームに比べて見劣りしていない。
【０００６】
請求項２〜請求項１０に記載の手段により、請求項１に記載の特徴の有利な改善および改良が得られる。
【０００７】
底部が溶接法でＵ字体側部に固定されていると特に有利である。特にプロジェクション溶接法により、全ての固定点を同時に、廉価にかつ迅速に溶接することができる。
【０００８】
この場合、Ｕ字体側部が複数の押込み加工部（Ｖｅｒｐｒａｅｇｕｎｇｅｎ）を有していて、これらの押込み加工部に底部がプロファイル部分への挿入時に載置され得るようになっていると有利である。これにより、シリーズ製作時では、底部がＵ字形のプロファイル部分の内室へ落下することなしに底部をプロファイル部分に挿入することができる。これにより、別の位置決め舌片またはその他の位置決め補助手段を不要にすることができる。
【０００９】
底部が、プロファイル部分のＵ字体側部に面した長辺側の縁部に沿って複数の突起を有していると有利である。その場合、これらの突起はＵ字体側部に設けられた押込み加工部内に係合することもできる。
【００１０】
Ｕ字体側部と底部との間に少なくとも１つの、有利には２つの、互いに向かい合って位置するギャップが設けられていると特に有利である。これにより、プロジェクション溶接時の電流が低く保持され、それにもかかわらず耐久性の良い結合が得られる。
【００１１】
さらに、底部がばね装置のための少なくとも１つの収容部を有していると有利である。なぜならば、その場合にはジョイント部分と固定用部分との間に引張ばねを固定するための別の舌片や別のピンが必要とならないからである。このことは著しいコスト削減および重量低減をもたらす。ばね掛込み部を舌片状に打抜き加工して折り曲げることが不要となるので、製作ステップが節約され、著しく改善された輪郭が達成される。このような輪郭は裁ち屑を最小限に抑え、これにより材料を節約する。
【００１２】
プロファイル部分のＵ字体側部の、Ｕ字体基部とは反対の側の縁部よりも底部の結合個所の方がＵ字体基部に接近して配置されていると、すなわち底部の結合個所とＵ字体基部との間の間隔が、プロファイル部分のＵ字体側部の、Ｕ字体基部とは反対の側の縁部とＵ字体基部との間の間隔よりも小さく形成されていると、別の利点が認められる。こうして、底部はプロファイル部分に沈め込まれているので、ワイパアームを側方から見ただけでは底部の存在に気が付かなくなる。なぜならば、Ｕ字体側部が底部を超えて突出しているからである。さらに、溶接個所と底部とは環境影響、たとえば塩霧等に対して保護されている。
【００１３】
さらに、耐食性を改善するために、ワイパアームを亜鉛メッキされた金属薄板または亜鉛メッキされた鋼薄板から製造することが有利である。これにより、亜鉛の遠隔作用（Ｆｅｒｎｗｉｒｋｕｎｇ）に基づき、溶接個所や裁断縁部も腐食防止されている。さらに、ワイパアームのラッカ塗布の前に別の表面処理を実施することはもはや必要でなくなる。
【００１４】
さらに、底部が複数の孔を有していると特に有利である。これにより、底部はプロファイル部分の安定性を改善し、しかもワイパアームの重量増大は最小限に抑えられる。孔の配置は、たとえば有限要素法を用いて決定することができる。
【００１５】
請求項１１の特徴部に記載の特徴を有する、ワイパアームを製造するための本発明による方法には、次のような利点がある。すなわち、底部を打抜き加工しかつプロファイル部分に挿入することによって、プロファイル部分の安定性、ひいてはワイパアームの安定性が、ワイパアームの重量増大を伴うことなく高められる。底部を少なくとも一方のＵ字体側部にプロジェクション溶接法で固定することにより、プロファイル部分の安定性を高めるための簡単でかつ廉価な手段が与えられている。
【００１６】
単純な構成では、もちろん溶接法をも不要にすることができる。その場合、底部はクランプによってのみＵ字体側部に固定され得る。
【００１７】
実施例の説明
図１には、本発明によるワイパ装置１０が概略的に図示されている。ワイパモータ１１によって、たとえばクランク伝動装置として形成されたリンク機構１４を介してワイパ軸１６が往復回動もしくは揺動するように駆動される。ワイパ軸１６には、ワイパアーム１８が相対回動不能に結合されている。ワイパアーム１８の、ワイパ軸１６とは反対の側の端部はワイパブレード２０を保持している。ワイパアーム１８は主として固定用部分２２とジョイント部分２４とから成っており、この場合、固定用部分２２はジョイント部分２４をワイパ軸１６に相対回動不能に結合している。
【００１８】
ワイパモータ１１のクランク運動により、リンク機構１４を介してワイパアーム１８の揺動運動が生じる。このことはワイパアーム１８の範囲における絶え間ない負荷交番を生ぜしめる。なぜならば、ワイパアーム１８の一方の端部に結合されているワイパブレード２０が、ウィンドガラス（図示しない）上でのワイパブレード２０の摩擦に基づき、揺動運動に抗して作用するからである。
【００１９】
図２には、公知先行技術によるワイパアームが示されている。ジョイント部分２４はピン２６によって旋回運動可能に固定用部分２２に結合されている。さらに、固定用部分２２とジョイント部分２４とは、たとえば引張ばねとして形成されたばね装置２８を介して緊定されている。このためには、ばね装置２８がジョイント部分２４で舌片３０に掛け込まれている。この舌片３０は、ジョイント部分２４の製造時に一緒に打抜き加工された後にＵ字形のジョイント部分２４の一方のＵ字体側部の、Ｕ字体基部とは反対の側の縁部から折り曲げられた折曲げ舌片（Ｕｍｌａｐｐｕｎｇ）として形成されている。ばね装置２８の他方の端部は固定用部分２２に設けられた、固定用部分２２とジョイント部分２４との間の旋回軸線外に配置されている固定点に固定されている。
【００２０】
図３には、本発明によるワイパ装置１０のジョイント部分２４が製作プロセス時の状態で示されている。
【００２１】
ワイパアーム１８のジョイント部分２４は異形成形部分もしくはプロファイル部分３２と、底部３４とから成っている。プロファイル部分３２はほぼＵ字形の形状を有しており、したがって１つのＵ字体基部３６と２つのＵ字体側部３８とを有している。両Ｕ字体側部３８には、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部でそれぞれ複数の押込み加工部（Ｖｅｒｐｒａｅｇｕｎｇ）４０が配置されている。底部３４は扁平な金属薄板部分として打抜き加工されている。この場合、底部３４は、Ｕ字体側部３８の輪郭にほぼ従うように形成されている。こうして、底部３４はＵ字形のプロファイル部分３２内に正確に嵌め込まれており、この場合、底部３４はプロファイル部分３２内への嵌込み時にプロファイル部分３２の押込み加工部４０にしか接触しない。載置接触面を増大させるためには、底部３４の、Ｕ字体側部３８に向けられた長辺側の縁部４１が複数の突起４２を有している。
【００２２】
図４は、本発明によるワイパ装置１０のジョイント部分２４を、底部３４が嵌め込まれた状態で示している。底部３４がＵ字体側部３８に押込み加工部４０の範囲でしか接触していないことにより、互いに向かい合って位置する２つのギャップ４４が生じる。押込み加工部４０では、底部３４がプロファイル部分３２と溶接されている。
【００２３】
図５にはジョイント部分２４の取付け用端部４６が斜視図で示している。底部３４は収容部４８を有しており、この収容部４８は孔として形成されている。この収容部４８内には、ばね装置２８（図２）の一方の端部を掛け込むことができる。さらに、底部３４は切欠き５０を有しており、これによりばね装置２８のために十分なスペースが提供される。
【００２４】
しかし、ばね装置２８全体がワイパアーム１８の内部に配置されていてもよい。このためには、図６に示したように底部３４から舌片３０が成形されていてよい。その場合、この舌片３０は底部３４の平面からプロファイル部分３２の内部へ半円形に突入するように延びている。本発明のこのような変化形は図７にもう一度示されている。
【００２５】
図７はワイパアーム１８の取付け用端部４６を斜めから見た斜視図である。図７からも判るように、押込み加工部４０は、底部３４全体がプロファイル部分３２の内部に隠れて見えなくなる程度にまでＵ字体基部３６の方向へ延びているか、または別の言い方をすれば、両Ｕ字体側部３８の、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部により形成された平面よりも底部３４の外側の平面の方がＵ字体基部３６に接近して配置されるようになる程度にまで、つまり両Ｕ字体側部３８の、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部により形成された平面とＵ字体基部３６との間の距離よりも、底部３４の外側の平面とＵ字体基部３６との間の距離の方が短くなる程度にまで、Ｕ字体基部３６の方向へ延びている。
【００２６】
図８には、Ｕ字体側部３８に設けられた押込み加工部４０が詳細に図示されている。押込みポンチを用いて、Ｕ字形のプロファイル部分３２の内側でＵ字体側部３８の一部が押し込まれる。この場合、Ｕ字体基部３６の方向へ押しずらされた材料により平坦部５２が形成される。次いで、この平坦部５２に底部３４を載置させることができる。
【００２７】
図９には、本発明による方法が個々のステップ毎に示されている。第１のステップである打抜き加工ステップ６０では、平らな金属薄板からプロファイル部分３２が打抜き加工される。第２のステップである曲げ加工ステップ６２では、打抜き加工された、まだ扁平なプロファイル部分３２がＵ字形に曲げられる。次の押込み加工ステップ６４では、各固定点に平坦部５２を備えた押込み加工部４０が形成される。引き続き、底部打抜き加工ステップ６６が行なわれ、この場合、突起４２を備えた底部金属薄板が打抜き加工される。次の挿入ステップ６８では、底部３４がプロファイル部分３２に挿入され、引き続き行われる溶接ステップ７０では、底部３４とプロファイル部分３２との間に電圧を印加することによってプロジェクション溶接法で底部３４とプロファイル部分３２とが押込み加工個所で互いに溶接される。
【００２８】
図１０には、押込み加工ステップ６４が詳しく示されている。Ｕ字体側部３８の、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部に押込みポンチ５４が当て付けられる。この押込みポンチ５４は押込み加工部４０の所望の幅に相当する幅を有していて、Ｕ字体側部３８の横断面のほぼ真ん中で、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部に当て付けられる。押込みポンチ５４に作用する力Ｆによって、Ｕ字体側部３８の材料はＵ字体基部３６の方向へプレスされ、これにより押込みポンチ５４により押しのけられた材料から平坦部５２が形成される。押込み加工部４０の深さＴ、すなわちＵ字体側部３８の、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部と、平坦部５２との間の間隔は、少なくとも底部３４の厚さと同じ寸法に形成されている。
【００２９】
もちろん、ジョイント部分２４と同様に固定用部分２２にも、このような底部３４を装備することができる。また、押込み加工部４０を不要にして、底部３４を突起４２によってのみ、Ｕ字体側部３８の、Ｕ字体基部３６とは反対の側の縁部に載置させ、かつ溶接することも考えられる。
【００３０】
本発明の簡単な変化形では、底部３４がクランプによってのみＵ字体側部３８に固定されていてもよい。その場合、製作時では、たとえば押込み加工部４０をそれぞれ１つ置きにのみ形成し、そして底部３４を嵌め込み、次いで残りの押込み加工部４０を形成することができる。これにより、底部３４は押込み加工部４０によって内部と外部とから交互に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ワイパ装置の概略図である。
【図２】
公知先行技術によるワイパアームの斜視図である。
【図３】
本発明によるワイパ装置のワイパアームのジョイント部分を示す斜視図である。
【図４】
本発明によるワイパ装置のワイパアームを示す斜視図である。
【図５】
ワイパアームの取付け用端部を示す斜視図である。
【図６】
ワイパアームの取付け用端部の変化実施例を示す斜視図である。
【図７】
ワイパアームの内部を斜めから見た斜視図である。
【図８】
ワイパアームのＵ字体側部の押込み加工個所を示す斜視図である。
【図９】
本発明による方法の各ステップを示す概略図である。
【図１０】
本発明による方法の押込み加工ステップを示す概略図である。

Claims (12)

1. 揺動運動可能なワイパ軸（１６）をワイパブレード（２０）に結合させることのできる、特に自動車に用いられるワイパアームであって、該ワイパアームが、少なくとも部分的に逆Ｕ字形に形成された少なくとも１つのプロファイル部分（３２）を有しており、該プロファイル部分（３２）が１つのＵ字体基部（３６）と２つのＵ字体側部（３８）とを備えている形式のものにおいて、プロファイル部分（３２）が少なくとも部分的に、少なくとも１つの底部（３４）を備えており、該底部（３４）がＵ字体側部（３８）に所定の固定点でのみ固定されていることを特徴とする、特に自動車に用いられるワイパアーム。
2. Ｕ字体側部（３８）が複数の、特に対になって互いに向かい合って位置する押込み加工部（４０）を有している、請求項１記載のワイパアーム。
3. 底部（３４）が溶接されていて、有利にはプロジェクション溶接法でＵ字体側部（３８）に固定されている、請求項１または２記載のワイパアーム。
4. 底部（３４）が、該底部（３４）の、Ｕ字体側部（３８）に面した長辺側の縁部（４１）に沿って複数の突起（４２）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のワイパアーム。
5. Ｕ字体側部（３８）と底部（３４）との間に少なくとも１つの、有利には２つの、特に互いに向かい合って位置するギャップ（４４）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のワイパアーム。
6. 底部（３４）が、ばね装置（２８）のための少なくとも１つの切欠き（５０）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のワイパアーム。
7. 底部（３４）が、ばね装置（２８）のための少なくとも１つの収容部（４８）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のワイパアーム。
8. Ｕ字体側部（３８）が底部（３４）を超えて突出している、請求項１から７までのいずれか１項記載のワイパアーム。
9. 当該ワイパアーム（１８）が、亜鉛メッキされた金属薄板から成っている、請求項１から８までのいずれか１項記載のワイパアーム。
10. 底部（３４）が、重量低減のための複数の孔を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のワイパアーム。
11. ワイパアーム（１８）、特に請求項１から１０までのいずれか１項記載のワイパアームを製造するための方法において、少なくとも以下のステップ：
    １つのＵ字体基部（３６）と２つのＵ字体側部（３８）とを備えたほぼＵ字形のプロファイル部分（３２）を打抜き・曲げ加工し、
    Ｕ字体側部（３８）に押込み加工部を設け、
    底部（３４）を打抜き加工し、
    該底部（３４）をプロファイル部分（３２）内へ挿入し、
    該底部（３４）を少なくとも一方のＵ字体側部（３８）に溶接によって固定する、
    を実施することを特徴とする、ワイパアームを製造するための方法。
12. ワイパアーム（１８）、特に請求項１から１０までのいずれか１項記載のワイパアームを製造するための方法において、少なくとも以下のステップ：
    １つのＵ字体基部（３６）と２つのＵ字体側部（３８）とを備えたほぼＵ字形のプロファイル部分（３２）を打抜き・曲げ加工し、
    Ｕ字体側部（３８）に押込み加工部を設け、
    底部（３４）を打抜き加工し、
    該底部（３４）をプロファイル部分（３２）内へ挿入し、
    該底部（３４）を少なくとも一方のＵ字体側部（３８）に別の押込み加工部（４０）によって固定する、
    を実施することを特徴とする、ワイパアームを製造するための方法。