JP2009248686A - 軽量性および外観性に優れるワイパーアーム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は軽量性、外観性に優れたワイパーアームを提供する。
【解決手段】
天井部と一対の横脚部を有する断面略Ｕ字状のワイパーアームであって、前記横脚部の端は、内側へ折り曲げられて縁部を形成している、ワイパーアーム。
【選択図】図１

Description

本発明は軽量性および外観性に優れるワイパーアームに関する。

雨天時にガラス面を拭き取ることにより視界を確保するワイパーは、主にワイパーブレードとワイパーアームにより構成される。ワイパーブレードとは、ガラス面を拭き取る部品である。ワイパーアームとは、ワイパーブレードと、ワイパーを備える本体（車両等）とを接続する部品である。

ワイパーアームは、通常、鋼板を加工してなり、その断面形状は略Ｕ字状である（特許文献１）。近年の自動車の軽量化の動向を受けて、ワイパーにも軽量化が要求されており、その主たる部品であるワイパーアームにも軽量化の要求がある。

一方、ワイパーアームは、自動車の外部に取り付けられ目に付きやすいため外観性に優れることが求められる。特に、ワイパーアームが腐食すると赤錆が発生して外観が著しく損なわれることがある。通常、ワイパーアームは、鋼板に曲げ加工等が施された後、塗装されて製造される（非特許文献１）。この際、ワイパーアームの端部にも塗装が施されるが、端面部は塗装しにくいことがあるため、端面部は腐食しやすい。鋼板の端面部は通常、ワイパーアームの横脚部の端部となり、この端部は、自動車に設置された際に運転者に見える位置に存在する。よって、この部分に腐食による赤錆等が発生すると、ワイパーの外観を著しく損ねることがあり問題となっていた。
特開２００３−１４６１８９号公報 「粉体塗装'９８」、２号、３３頁

前述のとおり、ワイパーアームには軽量性と外観性が求められていたが、十分に満足の行くものは未だ存在しなかった。これらの事情に鑑み、本発明は軽量性、外観性に優れたワイパーアームを提供することを目的とする。

発明者らは鋭意研究の結果、特定の形状のワイパーアームにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、上記課題は以下の本発明により解決される。

［１］天井部と一対の横脚部を有する断面略Ｕ字状のワイパーアームであって、
前記横脚部の端は、内側へ折り曲げられて縁部を形成している、ワイパーアーム。
［２］前記縁部は、前記横脚部の端が、前記ワイパーアームの内側に９０度以上曲げ加工されて形成されている、［１］に記載のワイパーアーム。
［３］前記ワイパーアームは、鋼板を加工してなり、
前記鋼板は、前記加工の前に鋼板表面に形成されたプライマー塗膜を有するプライマー鋼板である、［１］または［２］に記載のワイパーアーム。
［４］前記ワイパーアームは、その内面に前記プライマー塗膜を有する、［３］に記載のワイパーアーム。
［５］前記ワイパーアームは、前記プライマー塗膜の上に、前記加工後に形成されたポストコート塗膜をさらに有する、［３］または［４］に記載のワイパーアーム。
［６］前記ワイパーアームは、鋼板を加工してなり、
前記鋼板は、前記加工の前に鋼板表面に形成されたプライマー塗膜と、前記加工の前にプライマー塗膜表面に形成された第二の塗膜を有するプレコート鋼板である、［１］に記載のワイパーアーム。
［７］前記［１］〜［６］のいずれかに記載のワイパーアームを含む、ワイパー。
［８］鋼板の表面にプライマー塗膜を有するプライマー鋼板を準備する工程、
前記プライマー鋼板を折り曲げ加工する工程、
を含む、［１］〜［５］に記載のワイパーアームの製造方法。
［９］鋼板の表面に形成されたプライマー塗膜と、当該プライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を有するプレコート鋼板を準備する工程、
前記プレコート鋼板を折り曲げ加工する工程、
を含む、［１］または［６］に記載のワイパーアームの製造方法。

本発明により軽量性と耐食性に優れたワイパーアームが提供できる。

１．ワイパーアーム
本発明のワイパーアームは、天井部と一対の横脚部を有する断面略Ｕ字状であって、前記横脚部の端は、内側へ折り曲げられて縁部を形成していることを特徴とする。
図１は、本発明のワイパーアームの一例を示す斜視図である。図１中、１はワイパーアーム、１ａはワイパーブレード接続部、１ｂは回動軸受け部、１０は天井部、２０は横脚部、３０は縁部である。回動軸とは、車両等に設けられたワイパーを駆動させるための軸である。

天井部とは、断面Ｕ字状の底面に該当する部分であり、図１においては１０で表される部分である。断面Ｕ字状とは、断面の形状が、Ｕ字またはこれに類似する形状であることをいう。図１の線Ｚ−Ｚにおける断面図である図２において、天井部１０は直線であるが、曲線であってもよい。天井部１０の幅は特に限定されず、通常のワイパーアームの幅であればよい。また、天井部１０の幅は、ワイパーアーム１の長手方向において一定である必要はない。

一対の横脚部とは、天井部１０の長手方向の両端（「両縁」ともいう）から略垂直に延びるように設けられた部分であり、図１において２０で表される部分をいう。略垂直とは、厳密に垂直でなくてもよいことを意味する。略垂直とは、より具体的には、図２において、天井部１０と横脚部２０のなす角度αが７０〜１１０度程度であることを意味する。横脚部２０は鋼板を曲げ加工することにより形成されることが好ましく、このような曲げ加工において鋼板が曲げられた角度を「曲げ角度」という。前記αは横脚部の曲げ角度とも呼ばれる。この加工部にはある曲率半径を有する円弧が形成されることが好ましい。そのワイパーアームの内側に形成された円弧２５の曲率半径は、０〜５.０ｍｍＲであることが好ましい。
図２においては、横脚部２０は直線であるが、曲線であってもよい。横脚部２０の高さは特に限定されず、通常のワイパーアームの高さであればよい。また、横脚部２０の高さも、ワイパーアームの長手方向において一定である必要はない。本発明において記号「〜」は、その両端の数値を含む。

横脚部２０の端は内側へ折り曲げられて、図１に示すように縁部３０を形成する。本発明のワイパーアーム１はこの縁部３０を有するため強度に優れ、ワイパーアームの肉厚（図２におけるｔ）を従来のワイパーアームよりも薄くできる。このため、本発明のワイパーアームは軽量性に優れる。

縁部３０は、横脚部２０の長手方向に亘って設けられることが好ましい。縁部３０の幅３１は２〜１０ｍｍであることが好ましく、３〜５ｍｍがより好ましい。前記幅が２ｍｍ未満であると、折り曲げ加工の作業性が低下することがある。逆に、前記幅が１０ｍｍを超えると、ワイパーアームの重量が増大し、軽量化が困難になることがある。縁部３０の幅３１は、横脚部２０の長手方向に亘って一定であることが好ましい。

縁部３０は、横脚部２０の端が、ワイパーアーム１の内側に９０度以上曲げ加工されて形成されることが好ましい。縁部３０の曲げ角度は図２においてβで表される。縁部３０の曲げ角度が９０度以上であるワイパーアームは強度に優れ、曲げ角度が９０度を超えるワイパーアームは特に強度に優れる。
縁部３０の曲げ角度が９０度以上であるワイパーアームは自動車に取り付けられた際に、縁部３０の端面が運転者に見えにくくなる。よって、仮にこの部分が腐食して赤錆が発生したとしても外観の低下を抑制できるという利点も有する。縁部３０の曲げ角度は９０度以上であれば特に限定されないが、９０〜１８０度が好ましい。

前記曲げ加工部にはある曲率半径を有する円弧が形成されていてもよい。ワイパーアーム１の内側に形成される円弧３５は、曲率半径が０〜５.０ｍｍＲであることが好ましい。

本発明のワイパーアームは、塗装鋼板からなることが好ましい。塗装鋼板からなるワイパーアームは、製造の仕方により、以下の三つに大別できる。
その第一は、平坦な鋼板の上に形成されたプライマー塗膜を有する「プライマー鋼板」を加工してなるワイパーアーム（「プレプライムタイプ」ともいう）である。プライマー塗膜とは、鋼板の表面に直接設けられる塗膜をいう。
第二は、平坦な鋼板の上に形成されたプライマー塗膜と、当該プライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を有する「プレコート鋼板」を加工してなるワイパーアーム（「プレコートタイプ」ともいう）である。
第三は、塗膜を有さない鋼板をワイパーアームに加工してから塗装を施してなるワイパーアーム（「プレ加工タイプ」ともいう）である。
以下に各構成部材について説明する。必要がない限り前記符番は省略する。

２．塗装鋼板
塗装鋼板とは鋼板表面に塗膜を有する鋼板である。塗膜とは鋼板表面に塗料を塗装して得られる膜である。本発明に用いられる塗装鋼板は、鋼板の表面に塗膜を有する。塗装鋼板における鋼板は、基材または塗装原板とも呼ばれる。

（１）鋼板
鋼板としては、冷間圧延鋼板、めっき鋼板やステンレス鋼板を用いてよい。めっき鋼板の例には、溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、および、Ｚｎめっき鋼板を加熱してめっき層に母材である鋼板の鉄（Ｆｅ）を拡散させてＺｎ−Ｆｅ合金を生成させた合金化溶融Ｚｎめっき鋼板が含まれる。これらの鋼板は優れた耐食性を有するため、外観性に優れたワイパーアームを与える。中でも、本発明の鋼板としては、溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、または溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板が好ましい。これらの鋼板は、より耐食性に優れるからである。

溶融Ｚｎめっき鋼板とは、Ｚｎ（亜鉛）の溶融めっき浴を用いてめっきされた鋼板をいう。Ｚｎの溶融めっき浴には、Ｚｎ以外の金属が微量含まれていてもよい。Ｚｎ以外の金属の例には、Ａｌ、Ｐｂ、Ｓｂが含まれる。これらの金属は、めっき浴中にＡｌ：０．１０以上０．２０質量％未満、Ｐｂ：０．００７質量％以下、Ｓｂ：０．０１以上０．１０質量％未満含まれていてもよい。また、Ｚｎの溶融めっき浴には、不可避的不純物が微量含まれていてもよい。不可避的不純物とは、めっき工程において意図していないにもかかわらず不可避的に混入する不純物である。

溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板とは、Ｚｎ（亜鉛）とＡｌ（アルミニウム）を必須成分として含む合金の溶融めっき浴を用いてめっきされた鋼板をいう。このような合金の好ましい例には、Ａｌが３〜１０質量％であって残部が実質的にＺｎからなる合金、Ａｌが５０〜６０質量％であって残部が実質的にＺｎからなる合金が含まれる。中でも、本発明においては、Ａｌが５質量％であって、残部が実質的にＺｎからなる「５％Ａｌ−Ｚｎ合金」、またはＡｌが５５質量％であって、残部が実質的にＺｎからなる「５５％Ａｌ−Ｚｎ合金」が好ましい。「残部が実質的にＺｎからなる」とは、残部がＺｎを含み、当該めっき鋼板の耐食性を阻害せず、かつ当該めっき鋼板の製造自体が可能な範囲で、Ｚｎ、Ａｌ以外の元素を含んでいることを含む。Ｚｎ、Ａｌ以外の元素の例には、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｇが含まれる。これらの元素の好ましい含有量は、合金に対し、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ｆｅ：１．５質量％以下、Ｍｇ：０．５質量％以下である。その他、前記合金は、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｂ、Ｓｒ等の不可避的不純物を含んでいてもよい。

溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板とは、Ｚｎ（亜鉛）を主成分とし、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）を必須成分として含む合金の溶融めっき浴を用いてめっきされた鋼板をいう。このような合金の好ましい例には、Ａｌが３〜２２質量％、Ｍｇが１〜１０質量％、残部が実質的にＺｎからなる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金が含まれる。「残部が実質的にＺｎからなる」とは、残部が４０質量％以上のＺｎを含み、当該めっき鋼板の耐食性を阻害せず、かつ当該めっき鋼板の製造自体が可能な範囲で、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ以外の元素を含んでいることを含む。Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ以外の元素の例には、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅが含まれる。これらの元素の好ましい含有量は、合金に対し、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｂ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：２質量％以下、Ｆｅ：２質量％以下である。その他、前記合金は不可避的不純物を含んでいてもよい。

合金化溶融Ｚｎめっき鋼板は、Ｚｎめっき鋼板を４５０〜６５０℃程度で加熱することにより、めっき層に母材である鋼板の鉄（Ｆｅ）を拡散させてＺｎ−Ｆｅ合金を生成させて得られる鋼板をいう。

ステンレス鋼板の例には、オーステナイト系、フェライト系およびマルテンサイトが含まれる。

本発明に用いられる鋼板は、必要に応じて公知の塗装前処理が施される。当該処理の例には、鋼板表面に、酸洗および表面調整処理（酸系）を施した後、任意のクロムフリー塗装前処理皮膜を形成する処理や、鋼板表面に、アルカリ脱脂処理を施した後、任意のクロムフリー塗装前処理皮膜を形成する処理が含まれる。これらの塗装前処理により、鋼板と塗膜の密着性が向上する。

本発明における鋼板の厚みは、通常ワイパーアームに用いられる鋼板の厚みである１〜２ｍｍあればよい。本発明のワイパーアームは、前述のとおり、折り曲げ加工された縁部を有するため、同じ厚み鋼板で製造されたワイパーアームに比べて優れた強度を有する。すなわち、本発明のワイパーアームは、同じ強度を得ようとした場合に、従来のワイパーアームよりも鋼板の厚みを低減させることができるのでワイパーアームを軽量化できる。通常ワイパーアームに用いられている鋼板の厚みは、１．６ｍｍ程度であり、これを基準とした場合、本発明の鋼板の厚みは、０．８〜１．６ｍｍとすることが好ましく、０．８〜１．４ｍｍとすることがより好ましい。

（２）塗膜
本発明のワイパーアームが有する塗膜ついて、種々のタイプのワイパーアームに分けて説明する。

１）プレプライムタイプにおける塗膜
このタイプのワイパーアームは、ワイパーアームに加工される前の平坦な鋼板上に形成されたプライマー塗膜と、必要に応じて加工後に塗装されて形成された塗膜を有する。加工後に施される塗装は「ポストコート」とも呼ばれ、ポストコートにより形成された塗膜は「ポストコート塗膜」とも呼ばれる。ワイパーアームに加工される前の鋼板とは、ワイパーアームの製造に必要な打ち抜き加工、折り曲げ加工がなされていない状態の鋼板をいう。プライマー塗膜を有する塗装鋼板は「プライマー鋼板」とも呼ばれる。

前記プライマー塗膜は、平坦な鋼板上に形成されるため、塗装工程において鋼板表面と塗料がしっかりなじみ、鋼板と強固に密着するという利点がある。また、平坦な鋼板の上に形成された塗膜は、良好な密着性に加えて、膜厚の均一性にも優れる。このため、このようなプライマー塗膜を含むワイパーアームは耐食性に優れるため、外観性にも優れる。
プライマー塗膜は、鋼板の両面に形成されていることが好ましい。

プライマー塗膜は、通常プライマー鋼板に用いられる塗料を塗装して得てよい。通常プライマー鋼板に用いられる塗料の例には、エポキシ樹脂、エポキシ／アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル／ポリフッ化ビニリデン樹脂等が含まれる。中でも、エポキシ樹脂、エポキシ／アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。これらの樹脂は、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上と比較的高いため、鋼板との密着性に加えて、ポストコートが施されたときにポストコート塗膜との密着性に優れるからである。

また、ポストコートが施される場合、プライマー塗膜は、エッチング処理等が施されていてもよい。エッチング処理等の例にはプラズマ処理等が含まれる。

プライマー鋼板に用いられる鋼板は、塗膜が形成される前に化成処理が施されていることが好ましい。平坦な鋼板に施された化成処理により、均一な化成処理層が形成され、塗膜との密着性をより強固にすることができるからである。

プライマー塗膜は防錆顔料を含むことが好ましい。すなわち、高分子化合物からなるマトリックス樹脂に防錆顔料が分散していることが好ましい。防錆顔料とは、耐食性を高めるために添加される顔料である。本発明において好ましい防錆顔料の例には、カルシウムシリケート、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛が含まれる。中でも本発明においては、リン酸水素マグネシウムまたはリン酸マグネシウム等のＭｇを含む防錆顔料がより好ましい。顔料が塗膜から水に溶けて流れ出して端面部に到達し、端面部に難溶性のＭｇを含む化合物を生成し、この難溶性化合物が腐食を抑制するからである。

リン酸マグネシウムとはＭｇ_３（ＰＯ_４）_２で表される化合物である。リン酸水素マグネシウムとはＭｇＨＰＯ_４で表されるリン酸第一マグネシウム、またはＭｇ（Ｈ_２ＰＯ_４）_２で表されるリン酸第二マグネシウムをいう。

これらの防錆顔料の塗膜中の含有量は、マトリックス樹脂１００質量部に対して、２〜５０質量部であることが好ましい。防錆顔料の添加量が、前記範囲の上限を超えると、塗膜の加工性が悪くなることがあり、前記範囲の下限未満であると、耐食効果が十分でないことがある。従って、防錆顔料の添加量が前記範囲であると、塗膜の加工性と耐食効果のバランスに優れる。

プライマー塗膜の膜厚は、２μｍ以上とすることが好ましい。しかしながら塗膜が厚くなりすぎるとコストの上昇や加工性の低下などを引き起こすことがあるため、膜厚は２〜１０μｍであることが好ましい。ここでの膜厚は、平均膜厚を意味する。平均膜厚は公知の方法により測定されるが、中でも重量法により測定することが好ましい。膜厚は均一であることが好ましいので。膜厚の誤差範囲は±１μｍ程度であることが好ましい。プレプライムタイプのワイパーアームにおいては、プライマー鋼板を用いるため、プライマー塗膜の膜厚は誤差が小さく均一である。

プレプライムタイプのワイパーアームは、プライマー鋼板を切断加工、曲げ加工して製造されるため、鋼板の端面において確実に下地が露出される。一般に、下地が露出した部分は耐食性に劣るため外観性が低下する。しかし、本発明のワイパーアームは、横脚部の端部が曲げられて縁部を有するため、外観低下が少ない。また、プライマー鋼板が前記の防錆顔料を含むと端面の耐食性がより向上し、外観性をより高められる。さらには、端面にポストコートが施されると、端面の耐食性が極めて向上し、外観性をより一層高められるのでより好ましい。

本発明のプライマー塗膜は、家電や建材用の塗装鋼板に使用されているようなレベリング剤、消包材、潤滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含んでいてもよい。このような塗装鋼板は意匠性や耐候性等に優れるからである。ところが、塗膜中にこれらの添加剤が添加されているプライマー鋼板は、ポストコート塗膜との密着性が低下しやすい。よって、プライマー鋼板にポストコートを施す場合は、プライマー塗膜に前記添加剤を添加しないことが好ましい。

前述のとおり、本発明においては、前記プライマー塗膜の上にポストコート塗膜が形成されていることが好ましい。この場合、ポストコート塗膜はワイパーアームの片面に形成されていればよいが、両面に形成されていてもよい。ポストコート塗膜がワイパーアームの片面に形成されている場合、その面は、ワイパーアームのおもて面（ワイパーアームを自動車に取り付けた際に、フロントガラスと反対になる面）であることが好ましい。ワイパーアームの外観を向上させられるからである。

ポストコート塗膜は、一般にワイパーの塗装に用いられる塗料を塗装して形成すればよい。塗装は公知の方法に準じて行ってよい。その公知の塗装方法の例には、スプレー塗装、粉体塗装や刷毛塗り塗装が含まれるが、中でも、粉体塗装が好ましい。上塗り塗膜の厚みは、外観性、耐食性等を考慮して、２０μｍ以上とすることが好ましい。さらにコスト、耐候性、耐食性などを加味すると、膜厚は３０〜２００μｍとすることがより好ましい。

２）プレコートタイプにおける塗膜
このタイプのワイパーアームは、ワイパーアームに加工される前の平坦な鋼板上に形成されたプライマー塗膜と、ワイパーアームに加工される前のプライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を有する。第二の塗膜とは、プライマー塗膜とは異なる塗膜である。このタイプは、塗装工程において鋼板表面とプライマー塗料がしっかりなじみ、プライマー塗膜が鋼板と強固に密着する。同様に、プライマー塗膜の上に形成される第二の塗膜も、プライマー塗膜としっかりなじむため、第二の塗膜とプライマー塗膜の密着性も良好となる。さらに、これらの膜厚の均一性にも優れる。このため、プレコートタイプのワイパーアームは耐食性に優れ、外観性にも優れる。

プレコートタイプにおけるプライマー塗膜は、「プレプライムタイプ」で述べた塗膜と同じものを用いてよい。しかし、この上に施される第二の塗膜との密着性が良好であるため、プライマー鋼板の表面張力等を調整しなくても、極めて良好な密着性が得られる。

プレコートタイプにおける第二の塗膜は、一般的にプレコート鋼板に用いられる塗料により形成すればよい。このような塗料の例には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂／ポリフッ化ビニリデン樹脂等をベースとした塗料が含まれる。

プレコートタイプのワイパーアームは、プレコート鋼板を切断加工、曲げ加工して製造されるため、鋼板の端面において確実に下地が露出される。一般に、下地が露出した部分は耐食性に劣るため外観性が低下する。しかし、本発明のワイパーアームは、横脚部の端部が曲げられて縁部を有するため、外観低下が少ない。また、プレコート鋼板が前記の防錆顔料を含むと端面の耐食性がより向上し、外観性をより高められる。

３）プレ加工タイプにおける塗膜
このタイプのワイパーアームは、塗膜を有さない鋼板がワイパーアーム形状に加工された後に形成された塗膜を有する。この塗膜は、加工後に形成された塗膜であるため、前述のポストコート塗膜である。このタイプにおける塗膜は、鋼板の上に直接形成されたプライマー塗膜のみであってもよく、さらに、プライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を含んでいてもよい。このタイプにおけるプライマー塗膜と第二の塗膜は、前記の二つのタイプのワイパーアームと同様にして設けてよい。

上記のとおり、三つのタイプのワイパーアームについて説明したが、本発明のワイパーアームは、プレプライムタイプやプレコートタイプが好ましく、プレコートタイプがより好ましい。特に、本発明のワイパーアームは、縁部を有し形状が複雑であるため、ワイパーアーム内部にまで十分に塗装を施しにくい場合がある。しかし、プレコートタイプのワイパーアームは、予め塗装を施しておくため、ワイパーアーム内側に容易に塗膜を形成できるので、前記の不具合が生じにくいという利点も有する。

図３は、プレプライム鋼板からなる本発明のワイパーアーム(プレプライムタイプ)の一例を示す断面図である。図３中、２は鋼板、３は化成処理層、４はプライマー塗膜、５はポストコート塗膜である。

３．ワイパーアームの製造方法
本発明のワイパーアームは発明の効果を損なわない範囲で任意に製造されるが、以下好ましい製造方法を説明する。
（１）プレプライムタイプのワイパーアーム
プレプライムタイプのワイパーアームは、
（Ａ）鋼板の表面に設けられた塗膜を有するプライマー鋼板を準備する工程、
（Ｂ）前記プライマー鋼板を折り曲げ加工する工程、を得て製造されることが好ましい。
本発明のワイパーアームの製造方法は、（Ｂ）の後に、（Ｃ）前工程で得られたプライマー鋼板にさらにポストコートを施す工程を有していてもよい。

（Ａ）工程
本工程は、鋼板の表面に塗膜が形成されたプライマー鋼板を準備する工程である。プライマー鋼板は、具体的には、次に述べるように準備することが好ましい。まずは塗装原板である鋼板を準備する。これらの鋼板は、既に述べたように準備してよい。ここで用いる鋼板は、加工が施されていない平坦な鋼板である。

次に、塗料を準備する。塗料は、樹脂に防錆顔料等を混合して得られる。混合する手段は特に限定されないが、撹拌機、三本ロールや、ビーズミル等を用いることが好ましい。このとき溶媒を加えてもよい。本工程で用いる樹脂としては、既に述べたとおり、エポキシ樹脂等を用いればよい。

プライマー鋼板は、このようにして得た塗料を鋼板の両面に塗布し（塗布工程）、当該塗膜を加熱して乾燥させる（焼付工程）ことにより得てよい。塗料を鋼板に塗布する方法の例には、ロールコート、カーテンコート、ダイコートや、ナイフコートが含まれる。さらには、これらを用いた連続塗装ラインにより塗装を行ってもよい。塗料の塗布量は所望の膜厚となるように調整される。焼付工程は到達板温が１５０〜２５０℃となるように行うことが好ましい。

（Ｂ）工程
本工程は、前工程で得たプライマー鋼板を折り曲げ加工し、ワイパーアーム形状とする工程である。この工程により、天井部と一対の横脚部を有する断面略Ｕ字状のワイパーアームであって、前記横脚部の端は、内側へ折り曲げられて縁部を形成しているワイパーアームが形成される。この際、縁部は、前記横脚部の端をワイパーアームの内側に９０度以上曲げ加工されて形成されることが好ましい。また、曲げ加工部には前述のとおり、曲率半径を有する円弧が形成されていてもよい。
折り曲げ加工は公知の方法に準じて行ってよい。また、本工程の前に、プライマー鋼板を所望の形状に打ち抜く、打ち抜き加工を行ってもよい。

（Ｃ）工程
本工程は、加工されたプライマー鋼板にポストコートを施す工程である。本工程で用いられる塗料は、一般的にワイパーに用いられる塗料であればよい。また、塗装方法も粉体塗装等の公知の方法を用いてよい。

（２）プレコートタイプのワイパーアーム
プレコートタイプのワイパーアームは、
（Ｄ）鋼板の表面に形成されたプライマー塗膜と、当該プライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を有するプレコート鋼板を準備する工程、
（Ｅ）前記プレコート鋼板を折り曲げ加工する工程を得て製造されることが好ましい。

（Ｄ）工程
本工程では、鋼板の表面にプライマー塗膜と第二の塗膜を形成する。プライマー塗膜の形成は、前記（Ａ）工程のとおりに行えばよい。また、第二の塗膜も前記（Ａ）工程に準じて形成してよい。

（Ｅ）工程
本工程は、前工程で得たプレコート鋼板を折り曲げ加工し、ワイパーアーム形状とする工程である。本工程も前記（Ｂ）工程と同様に行えばよい。
プレコートタイプのワイパーアームは、前記（Ｃ）のようなポストコート工程を含まないため、生産性に優れ、低コストのワイパーアームを提供できる。

４．ワイパーアームの用途
本発明のワイパーアームは、ワイパーの部品として用いられる。本発明のワイパーアームは、軽量性、外観性に優れるため、車両用ワイパー、特に自動車のワイパーに好適である。

［実施例１］
板厚が０．８、１．０、１．２、１．４、１．６ｍｍの冷間圧延鋼板をそれぞれ準備した。この鋼板の降伏強度（ＹＰ）は３４０Ｎ／ｍｍ^２、引張強度（ＴＳ）は４４０Ｎ／ｍｍ^２であった。
この鋼板を折り曲げ加工して、図４に示すワイパーアーム状の試験片を得た。図４中、４０は試験片、２１は横脚部の一方の端における高さ（５ｍｍ）、２２は横脚部のもう一方の端における高さ（２０ｍｍ）、２３は横脚部の長さ（５００ｍｍ）、１１は天井部の一方の端における幅（１０ｍｍ）、１２は天井部のもう一方の端における幅（３０ｍｍ）である。また、本例の試験片４０の断面は図５Ａに示すとおり、横脚部２０の曲げ角度と縁部３０の曲げ角度はともに９０度であり、双方の曲げ加工部２５、３５には曲率半径０．５ｍｍの円弧が形成された。断面形状は、試験片の長手方向に沿って概ね相似形になるようにされたが、縁部３０の幅３１は、４ｍｍとし試験片の長手方向において一定とした。本例における縁部３０の加工は「Ｌ字曲げ」とも呼ばれる。

この試験片４０を用いて曲げ試験を行った場合の先端部分の変位量を解析により求めた。具体的には、試験片４０を図６のように天井部１０が紙面手前側になるようにして静置し、かつ紙面右側の端を固定し、矢印の方向に４００Ｎの荷重を印加した場合における先端部の変位量を求めた。解析はＦＥＭ解析ソフト（ＬＳ−ＤＹＮＡ）を用いた。解析においては、前記の冷延鋼板（めっき層と塗膜を有しない）を素材とした。
この変位量が少ないほど剛性が高く、機械的強度に優れたワイパーアームといえる。解析結果を図７に示した。

［比較例１］
厚みが１．６ｍｍである実施例１と同じ冷間圧延鋼板を準備した。この鋼板を折り曲げ加工して、実施例１と同様にして試験片４０を作製した。ただし、断面形状は図５のＤに示すとおり、縁部を設けない形状とした。横脚部２０の曲げ角度は９０度であり、曲げ加工部には曲率半径０．５ｍｍの円弧が形成された。
得られた試験片４０について、実施例１と同様にして解析を行い、先端部の変位量を求めた。結果を図７に示した。

［実施例２］
試験片断面形状を図５Ｂとした以外は、実施例１と同様にして厚みの異なる試験片４０をそれぞれ作製した。この試験片の縁部３０の曲げ角度は１８０度であり、曲げ加工部の内側には曲率半径０．５ｍｍの円弧が形成された。また、横脚部２０の曲げ角度は９０度であり、曲げ加工部２５には曲率半径０．５ｍｍの円弧が形成された。本例における縁部３０の加工は「Ｕ字曲げ」とも呼ばれる。この試験片は実施例１と同様に評価された。結果を図７に示す。

［実施例３］
試験片断面形状を図５Ｃとした以外は、実施例１と同様にして厚みの異なる試験片４０をそれぞれ作製した。この試験片の縁部３０の曲げ角度は１８０度であり、曲げ加工部の内側には円弧が形成されなかった。また、横脚部２０の曲げ角度は９０度であり、曲げ加工部２５には曲率半径０．５ｍｍの円弧が形成された。本例における縁部３０の加工は「密着曲げ」とも呼ばれる。この試験片は実施例１と同様に評価された。結果を図７に示す。

図７から、実施例１の試験片４０は、厚みが１．２ｍｍ、１．４ｍｍであっても、前記試験における変位量が比較例１の試験片の変位量以下となることが明らかである。よって、実施例１の試験片４０は、鋼板の厚みを比較例の鋼板よりも薄くすることが可能である。この薄い試験片４０の重量をＸ、比較例１の試験片の重量をＹとし、当該試験片の重量減少率を以下の式（１）により求め、表１に示した。
（Ｙ−Ｘ）／Ｙ×１００ ・・・（１）

同様に、実施例２、３の試験片４０は、厚みが１．０〜１．４ｍｍであっても、前記試験における変位量が比較例１の試験片の変位量以下となることが明らかである。これらの試験片について、前記と同様に重量減少率を算出して表１にまとめた。
表１より、本発明のワイパーアームは、軽量性に優れることが明らかである。
また、本発明のワイパーアームは、縁部３０の端部が運転者から見えにくい位置に存在するため、腐食して赤錆が発生したとしても、外観性が低下しにくいことが明らかである。

本発明のワイパーアームは軽量性、外観性に優れるため、ワイパーの部品、特に自動車用ワイパー部品として有用である。

本発明のワイパーアームの一例を示す斜視図 図１における線Ｚ−Ｚの断面図 塗装鋼板からなる本発明のワイパーアームの断面図 ワイパーアーム状の試験片を示す斜視図 試験片の断面図 曲げ試験方法を示す図 曲げ試験の解析結果を示す図

符号の説明

１ ワイパーアーム
１ａ ワイパーブレード接続部
１ｂ 回動軸受け部
２ 鋼板
３ 化成処理層
４ プライマー塗膜
５ ポストコート塗膜
１０ 天井部
１１ 天井部の幅
１２ 天井部の幅
２０ 横脚部
２１ 横脚部の高さ
２２ 横脚部の高さ
２５ 円弧
３０ 縁部
３１ 縁部の幅
３５ 円弧
４０ 試験片
α 曲げ角度
β 曲げ角度
ｔ ワイパーアームの肉厚

Claims (9)

1. 天井部と一対の横脚部を有する断面略Ｕ字状のワイパーアームであって、
   前記横脚部の端は、内側へ折り曲げられて縁部を形成している、ワイパーアーム。
2. 前記縁部は、前記横脚部の端が、前記ワイパーアームの内側に９０度以上曲げ加工されて形成されている、請求項１に記載のワイパーアーム。
3. 前記ワイパーアームは、鋼板を加工してなり、
   前記鋼板は、前記加工の前に鋼板表面に形成されたプライマー塗膜を有するプライマー鋼板である、請求項１に記載のワイパーアーム。
4. 前記ワイパーアームは、その内面に前記プライマー塗膜を有する、請求項３に記載のワイパーアーム。
5. 前記ワイパーアームは、前記プライマー塗膜の上に、前記加工後に形成されたポストコート塗膜をさらに有する、請求項３に記載のワイパーアーム。
6. 前記ワイパーアームは、鋼板を加工してなり、
   前記鋼板は、前記加工の前に鋼板表面に形成されたプライマー塗膜と、前記加工の前にプライマー塗膜表面に形成された第二の塗膜を有するプレコート鋼板である、請求項１に記載のワイパーアーム。
7. 請求項１に記載のワイパーアームを含むワイパー。
8. 鋼板の表面にプライマー塗膜を有するプライマー鋼板を準備する工程、
   前記プライマー鋼板を折り曲げ加工する工程、
   を含む、請求項１記載のワイパーアームの製造方法。
9. 鋼板の表面に形成されたプライマー塗膜と、当該プライマー塗膜の上に形成された第二の塗膜を有するプレコート鋼板を準備する工程、
   前記プレコート鋼板を折り曲げ加工する工程、
   を含む、請求項１記載のワイパーアームの製造方法。

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