JP2008511492A - ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーのバーティブラ用異形レール - Google Patents

Abstract

ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバー（１０）のバーティブラ用レール（２２’，２２”）は、その長さの全体にわたって、矩形断面と異なる実質的に一定の断面を有している。レール（２２’，２２”）は、慣性モーメントＩを有すると共に、特定の幅と特定の表面積とを有している。慣性モーメントＩは、同じ幅と同じ表面積とを有する矩形ワイヤの慣性モーメントよりも大きい。この断面は、凸部と凹部の両方を呈する周囲を有している。このレールは、伸線鋼ワイヤまたは圧延鋼ワイヤから作製されている。このレールの典型的な断面によって、重量を大きくさせることなく、剛性のある構造体をもたらすことが可能となっている。

Description

本発明は、ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーのバーティブラ（ｖｅｒｔｅｂｒａ）を形成する１本または複数のレールに関する。

また、本発明は、１本または複数の前記レールを備えるウィンドスクリーン用ワイパに関する。

従来技術によるウィンドスクリーン用ワイパは、ブレードラバーを有するバーティブラを備えている。ブレードラバーは、１本または複数のレールが嵌合し得る１つまたは複数の長孔または凹部を備えている。レールは、バネとして機能し、力をブレードラバーに伝達させ、ブレードラバーをウィンドスクリーンの表面と当接させて保持することとなる。レールは、平坦なワイヤの形状であり、または矩形断面を有するワイヤの形態である場合もある。

一般的に、バーティブラは、乗用車のウィンドスクリーンの場合、４５０ｍｍ〜５５０ｍｍの範囲内の長さを有しており、トラックのウィンドスクリーンの場合、８５０ｍｍまでの長さを有している。後者の場合は、４００ｍｍよりも長いレバーが設けられることを意味している。作動中に、ブレードラバーをウィンドスクリーンの表面に密着させて保持するためには、より小さい撓みであることがレールのバネ機能にとって好ましい。このような小さい撓みは、レールの厚みを増加させることによって、実現することが可能である。しかしながら、厚みをこのように増加させると重量も増加することとなる。このことは、前述した寸法に関する多くのケースにおいて、受入れられることではない。

本発明の第１の目的は、従来技術の上記の欠点を回避することにある。

本発明の第２の目的は、その重量または体積を増加させることなく、バネ性のあるレールの撓みを減少させることにある。

本発明の第３の目的は、ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーのバーティブラ用として代替となるレールを提供することにある。

本発明の第１の実施形態によれば、ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーのバーティブラ用レールが提供されることとなる。前記レールは、その長さの全体にわたって、矩形断面と異なる実質的に一定の断面を有している。前記レールは、慣性モーメントＩを有すると共に、特定の幅と特定の表面積とを有している。本発明の前記レールの前記慣性モーメントＩは、同じ幅と同じ表面積とを有する矩形ワイヤの慣性モーメントよりも大きくなっている。本発明の前記レールの断面は、凸部と凹部の両方を呈する外周形状を有している。具体的な実施形態として、前記レールは、Ｉ字状、Ｕ字状、およびＬ字状からなる群から選択される断面を有している。好ましくは、前記レールは、丸みのある縁を有する前記断面を有しているとよい。前記レールは、好ましくは、鋼、最も好ましくは、普通炭素鋼から作製されるとよい。前記レールは、伸線鋼ワイヤおよび／または圧延鋼ワイヤから作製されるとよい。圧延加工または伸線加工の利点は、以下の通りである。

圧延加工および伸線加工は、連続性のある製造方法であって極めて経済的である。加えて、圧延および伸線ステップは前記鋼ワイヤの強度を増加させ、結果として、前記鋼ワイヤがバネとしてより適切な機能を得ることとなる。

前記レールの典型的な断面によって、重量を増加させることなく、より剛性のある構造体を得ることが可能である。

片持ちバネまたは単純なビームバネの機能に関する以下の式を用いて、本発明の機能を説明する。

Ｆ＝Ｐ×Ｌ³／［４８×Ｅ×Ｉ］
但し、
Ｆは、撓みであり、
Ｐは、作用する荷重であり、
Ｌは、バネの長さであり
Ｅは、縦弾性係数またはヤング率であり、
Ｉは、慣性モーメントである。

前記レールの方式を選択する場合では、変更可能なパラメータはＥとＩのみである。

レールの材料にあっては、ステンレス鋼、さらに好ましくは、普通炭素鋼を選択することによって、縦弾性係数を最大にすることが可能であり、これによって、撓みを最小にすることが可能となる。ステンレス鋼の縦弾性係数は、約１８５，０００ＭＰａ〜１９０，０００ＭＰａの範囲内となっている。普通炭素鋼の縦弾性係数は、２０５，０００ＭＰａ〜２１０，０００ＭＰａの範囲内となっている。

矩形ワイヤの慣性モーメントＩの式は、以下の通りである。

Ｉ＝ｗ×ｔ³／１２
但し、
ｗは、レールの幅であり、
ｔは、レールの厚みである。

慣性モーメントＩは厚みｔの３乗に正比例するため、前記ワイヤの厚みを増加させることは、極めて効果的である。しかしながら、厚みを増加させると、前記レールの表面積が増加し、その結果、前記レールの重量が増加することとなるため、受入れられないことが多い。

後述するように、本発明は、矩形断面と異なる異形断面を有すると共に、比較対象である「参考」矩形断面の慣性モーメントよりも大きな慣性モーメントＩを有するレールを提供することを目的としている。

欧州特許出願公開第０４６３８６５Ａ１号明細書は、レールの長さに沿って前記レールの柔軟性の程度を変化させるために、前記レールの断面を前記レールの長さに沿って変化させるウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバー用バーティブラを開示している。これとは対照的に、本発明によるレールは、その長さの全体にわたって、ほぼ一定の断面を有している。

フランス特許出願公開第２７５３９４５Ａ１号明細書は、レールの断面が、凸状の外形、例えば、円形または楕円の外形を有するウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバー用バーティブラを開示している。この凸状の外形である理由は、前記レールを前記ブレードラバー内に固定することを容易にするためである。フランス特許出願公開第２７５３９４５Ａ１号明細書において説明されているように、凸状の外形によって、レールをブレードラバー内に弾性的に収容することができ、構造が簡素化されることとなる。フランス特許出願公開第２７５３４９４５Ａ１号明細書に開示されている外形は、外周形状に凹部の付いた断面を有していない。

米国特許出願公開第２００３／０１３８６５５Ａ１号明細書は、ワイパブレードと、ワイパブレードの補強材とを開示している。この補強材の断面は、種々の形状、例えば、その周囲が凸部と凹部の両方を有する形状を取り得るとされている。

同様に、英国特許出願公開第２００５５３２Ａ号明細書は、安定化バーを有するウィンドスクリーン用ワイパを開示している。このバーの断面は、Ｖ字断面を有する補強リブまたは補強ウエブの形態を取ることが可能であり、凸部と凹部の両方を備える周囲外周形状を有している。

しかしながら、本発明と対照的に、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５５Ａ１号明細書および英国特許出願公開第２００５５３２Ａ号明細書は、伸線鋼または圧延鋼からなる補強材またはバーを開示していない。米国特許出願公開第２００３／０１３８６５５Ａ１号明細書および英国特許出願公開第２００５５３２Ａ号明細書の両方に開示されている前記補強材または前記バーは、前記補強材または前記バーに特殊な形状をもたらすために、前記補強材または前記バーの長手方向と直交する方向に深絞りされた帯材から作製されている。この深絞り加工は、ワイヤ伸線ステップ、すなわち、断面の減少を実現させるために、前記ワイヤをその長手方向において金型を通して伸線するプロセスと混同してはならない。深絞りは、帯材の強度を大きくすることがないからである。

本発明の第２の実施形態によれば、本発明の第１の実施形態による１本、２本、または複数のレールを備えるウィンドスクリーン用ワイパが提供されることとなる。

以下、添付の図面に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明によるレールは、０．６０重量％〜０．９０重量％の範囲内の炭素量を含む鋼ワイヤロッドから作製することが可能である。このワイヤロッドは、中間直径まで、冷間伸線加工されることとなる。冷間伸線加工されたワイヤは、その後、所望の最終外形が得られるまで、圧延加工されることとなる。この圧延加工は、ロールまたはタークスヘッド（Ｔｕｒｋ‘ｓ ｈｅａｄ）によって、行なうことが可能である。代替として、前記ワイヤは最終的な外形が得られるまで一連の異形金型を通して伸線加工することも可能である。

本発明の好ましい実施形態では、マルテンサイト組織を得るために、ワイヤに焼入れおよび焼戻しが施されている。このようなワイヤ用の鋼は、少量のクロム、シリコン、およびバナジウムを含んでいる。このようなワイヤから作製されるレールは、高い硬度と高い耐疲労性を有するという利点を備えている。

鋼ワイヤを亜鉛または亜鉛−アルミニウムのような亜鉛合金の浴内でメッキすることによって、耐食性がもたらされることが可能となっている。亜鉛−アルミニウム合金におけるアルミニウムの量は、１％〜１０％の範囲内、例えば、２％〜８％の範囲内で変更することが可能である。例えば、５０μｍ〜８０μｍ（２５ｇ／ｍ²〜６０ｇ／ｍ²）の範囲内の厚みを有する亜鉛−アルミニウム被膜を鋼ワイヤに施すことが可能である。代替として、または亜鉛合金被膜と組合せて、例えば、押出プロセスによって、ポリマー被膜を鋼ワイヤに施すことが可能である。

図１ａは、バーティブラの好ましい実施形態によって補強されたブレードラバー１０の断面を示している。ブレードラバー１０は、ラバー１２の素地を含んでいる。ラバー１２の上部は、一種のスポイラ１４を形成している。ブレードラバーの本体には、上側溝または上側凹部１６と、下側溝または下側凹部１８とが形成されている。ラバー１２の下部は、ウィンドスクリーンと当接するヘッド２０である。ビーン（ｂｅａｎ）形状の左側レール２２’と右側レール２２”とが、上側溝１６を占め、バーティブラを構成している。レール２２’，２２”は、ビーン形状の断面を有している。この断面は、凸部と凹部とを有している。試験を行なった結果、後述するように、この方式のレールは、同じ幅ｗと同じ表面積Ａとを有する参考矩形ワイヤの慣性モーメントＩ_refよりも大きい慣性モーメントＩを有していた。この方式のレールは、本発明の好ましい実施形態を構成しており、矩形の鋼ワイヤまたは平坦な鋼ワイヤを出発材料として、この矩形の鋼ワイヤまたは平坦な鋼ワイヤに追加的な最終の圧延処理を施すことによって、容易に作製することが可能である。

図１ａは、ラバー１２におけるビーン状レール２２’，２２”の位置決めの１つの具体的例を示している。これらのレール２２’，２２”は、対称の垂直軸Ｓ，Ｓを有すると共に、下側を向く凹部と上側を向く凸部とを備えている。

図１ｂ〜１ｆは、全て、ラバー１２におけるビーン状レール２２’，２２”の他の配置位置を示している。

図１ｂ：レール２２’，２２”は、垂直軸と、上側を向く凹部および上側を向く凸部とを備えている。

図１ｃ：レール２２’，２２”は、上方に向かって互いの方に傾いて延びる軸と、下側を向く凹部および上側を向く凸部とを備えている。

図１ｄ：レール２２’，２２”は、下方に向かって互いの方に傾いて延びる軸と、上側を向く凹部および下側を向く凸部とを備えている。

図１ｅ：レール２２’，２２”は、下方に向かって互いの方に傾いて延びる軸と、下側を向く凹部および上側を向く凸部とを備えている。

図１ｆ：レール２２’，２２”は、上方に向かって互いの方に傾いて延びる軸と、上側を向く凹部および下側を向く凸部とを備えている。

図２ａは、バーティブラの代替的な実施形態によって補強されたブレードラバー１０の断面を示している。バーティブラは、片側に肉厚部分を有する２本のレール２４’，２４”から形成されている。ここでも、この方式のレールは、同じ幅ｗと同じ表面積Ａとを有する参考矩形ワイヤの慣性モーメントＩ_refよりも大きい慣性モーメントＩを有している。

図２ａにおいて、レール２４’，２４”の位置決めは、肉厚部分が互いに接近して上側を向くように、形成されている。

図２ｂ，２ｃ，２ｄは、全て、レール２４’，２４”の他の配置位置を示している。

図２ｂ：肉厚部分は、互いに広く間隔を空けて配置され、上側を向いている。

図２ｃ：肉厚部分が、互いに接近して配置され、下側を向いている。

図２ｄ：肉厚部分が、互いに広く間隔を空けて配置され、下側を向いている。

図３は、他の方式のブレードラバー２６の断面を示している。ここでは、バーティブラは、下側を向く凸部の付いたビーン形状を有する単一鋼レール２８によって、形成されている。

図４は、さらに他の方式のブレードラバー３０の断面を示している。ここでは、バーティブラは、下側を向く凸部の付いたビーン形状を有する２本の鋼レール３６’，３６”によって、形成されている。この方式のブレードラバー３０と図１，２に示された方式との間の差は、ブレードラバー３０が、レール３６，３６”を完全に覆う中空のスポイラ部３２を有している点にある。このような実施形態は、レール３６’，３６”にさらなる耐食性をもたらすこととなる。

図５ａは、従来技術によるブレードラバー１０の断面を示している。ここでは、従来技術による矩形鋼レール３８，３８”が、上側溝１６内に埋設されている。

図５ｂ〜５ｈは全て、矩形の外形と異なる外形を有する本発明によるレールを示している。

図５ｂは、各々が両端に肉厚部分の断面を有するレール４０’，４０”の断面を示している。肉厚部分は下側を向いている。

図５ｃは、各々が両端に肉厚部分の断面を有するレール４０’，４０”の断面を示している。肉厚部分は上側を向いている。

図５ｄは、各々が丸みの付いた縁を有するビーン状要素の断面を有するレール４２’，４２”の断面を示している。凹部は下側を向いている。

図５ｅは、各々が丸みの付いたビーン状要素の断面を有するレール４２，４２”の断面を示している。凹部は上側を向いている。

図５ｆは、各々が両端に肉厚部分を有すると共に中央に細くなっている部分を含む断面を有するレール４４’，４４”の断面を示している。

図５ｇは、図５ｆに示したものといくらか類似しているレール４６’，４６”の断面を示している。しかしながら、レール４６’，４６”の肉厚部分は幅が制限されている。

図５ｈは、各々がＵ字状の外形を有するレール４８’，４８”の断面を示している。

本発明による多数の異形レールの表面積Ａと慣性モーメントＩとは測定されており、これらの値は、矩形の断面を有すると共に異形レールと同じ幅ｗおよび同じ表面積Ａを有する「参考」レールと比較されている。

また、比慣性モーメントを得るために、慣性モーメントＩの値を、表面積Ａの値で割ったものが求められている。

図６ａは、参考レール３８の断面を示し、図６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｆは、本発明による異形レールの断面を示している。

これらの種々の断面の幾何学的形状は、以下の通りである。

図６ａ：参考レール３８は、９．００ｍｍに等しい幅ｗと、１．０ｍｍに等しい厚みとを含んだ断面を有している。

図６ｂ：本発明のレール２４は、９．０ｍｍに等しい幅ｗと、１．０ｍｍに等しい厚みｔと、０．８ｍｍに等しい最小厚みｔ’と、１．５ｍｍに等しい厚みｔ”とを含んだ断面を有している。最小厚みｔ’は、最大厚みの縁から２ｍｍの個所に位置している。

図６ｃ：本発明のレール４０は、９．０ｍｍに等しい幅ｗと、１．５ｍｍに等しい厚みｔと、０．８ｍｍに等しい最小厚みｔ’とを有している。最小厚みｔ’を有する部分の幅は、５．０ｍｍに等しい。

図６ｄ：本発明のレール２２は、９．０ｍｍに等しい幅ｗと、１．０ｍｍに等しい厚みｔと、０．３ｍｍに等しい撓みｆとを有している。

図６ｅ：本発明のレール４４は、９．０ｍｍに等しい幅ｗと、１．５ｍｍに等しい厚みｔと、０．７ｍｍに等しい最小厚みｔ’とを有している。最小厚みｔ’を有する部分の幅ｗ”は、３．０ｍｍであり、最大厚みｔを有する部分の幅ｗ’は、１．０ｍｍになっている。

図６ｆ：本発明のレール５０は、９．０ｍｍに等しい幅ｗと、０．７ｍｍに等しい厚みｔと、１．５ｍｍに等しい最大厚みｔ’とを有している。最大厚み部分の幅ｗ’は、１．２ｍｍに等しくなっている。

以下の表は、上記の結果をまとめたものである。

Ｉ／Ｉ_refの値を有する最後から２つ目の列は、矩形ワイヤの慣性モーメントと異なる異形レールの慣性モーメントの程度を表した関連情報を示している。Ｉ／Ｉ_refの値は、全て、１．０よりも大きくなっている。これは、全ての異形レールが、同じ幅と同じ表面積Ａを有する矩形ワイヤの慣性モーメントＩ_refよりも大きい慣性モーメントを有することを意味している。

図６ｆの本発明のレール５０は、Ｉ／Ｉ_refの最大値を有しており、本発明の他の好ましい実施形態を表している。Ｉ／Ａ値を示す最後の列は、比慣性モーメントの値を示している。所定の材料、例えば普通炭素鋼の場合、この値は単位重量当たりの慣性モーメントを示すことになる。

図６ｃの本発明のレール４０は、Ｉ／Ａの最大値を有している。

ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーにおける本発明によるレールの好ましい実施形態の種々の配置位置を示す図である。 ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーにおける本発明によるレールの他の実施形態の種々の配置位置を示す図である。 ブレードラバーの他の方式における本発明によるレールの好ましい実施形態を示す図である。 ブレードラバーのさらに他の方式における本発明によるレールの好ましい実施形態を示す図である。 ブレードラバーにおける参考レールの位置決めを一般的に示す図である。 本発明によるレールの種々の外形を示す図である。 参考レールの断面を示す図である。 本発明によるレールの断面を示す図である。

Claims (8)

1. ウィンドスクリーン用ワイパのブレードラバーのバーティブラ用レールであって、
   前記レールは、その長さの全体にわたって、ほぼ一定の矩形断面と異なる断面を有し、前記レールは、慣性モーメントＩを有すると共に、特定の幅と特定の重量とを有し、
   前記慣性モーメントＩは、同じ幅と同じ重量とを有する矩形ワイヤの慣性モーメントよりも大きく、
   前記断面は、凸部と凹部の両方を呈する外周形状を有し、
   前記レールは、伸線鋼ワイヤまたは圧延鋼ワイヤから作製されている、
   ことを特徴とするレール。
2. 前記レールは、Ｉ字形状、Ｕ字形状、およびＬ字形状からなる群から選択される断面を有していることを特徴とする請求項１に記載のレール。
3. 前記断面は、丸みのある縁を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のレール。
4. 前記レールは、普通炭素鋼から作製されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレール。
5. 前記レールは、焼入れおよび焼戻しが施された鋼から作製されていることを特徴とする請求項４に記載のレール。
6. 前記レールは、ステンレス鋼から作製されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレール。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の１本のレールを備えているウィンドスクリーン用ワイパ。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の２本のレールを備えているウィンドスクリーン用ワイパ。

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