JP2016215848A - ブレードラバー - Google Patents

Abstract

【課題】非ジエン系のゴム材料よりなるブレードラバーであっても、その表面に形成する硬化層を剥離し難くして、長期に亘り良好な払拭性能を維持する。【解決手段】ブレードラバーを非ジエン系のゴム材料であるEPDMにより形成し、ブレードラバーのリップ部２２の側面２２ａにグラフト重合反応により硬化層ＨＣを形成し、当該硬化層ＨＣは、表面から内部に向かうにつれて徐々に硬度が低くなる硬度変化領域を備えている。よって、硬化層ＨＣをEPDMに対して徐々に浸透させるように設けることができ、EPDMと硬化層ＨＣとの間の明確な境界を無くすことができる。硬化層ＨＣとEPDMとを互いに剥離し難くすることができ、かつブレードラバーの柔軟性を損ねることも無い。したがって、長期に亘って良好な払拭性能を維持することが可能となる。【選択図】図６

Description

本発明は、払拭面を払拭するブレードラバーに関する。

従来、自動車等の車両にはワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は、フロントガラスやリヤガラス等の払拭面に付着した付着物を払拭するブレードラバーを備えている。そして、運転者等によりワイパスイッチが操作されるとワイパ装置が駆動され、これにより払拭面上をブレードラバーが揺動する。よって、払拭面に付着した雨水や埃等の付着物が払拭されて、運転者等の視界が確保される。

ブレードラバーの材料には、天然ゴム（NR）やクロロプレンゴム（CR）等のジエン系ゴムが一般的に用いられている。ジエン系ゴムは、ゴム成分の主鎖に二重結合を持つため、当該二重結合の部分を起点に劣化が生じ易くなっている。具体的には、ブレードラバーの実際の使用環境において、オゾンや熱さらには紫外線により劣化し易く、ライフサイクルが短いといった問題がある。そこで、老化防止剤を添加することも行われるが、この場合には、当該老化防止剤がボディの塗膜に移行して、ボディにシミを生じさせることが起こり得る。

また、ブレードラバーには、当該ブレードラバーと払拭面との摩擦係数を下げるために、ブレードラバーに塩素処理を施すことが一般的に行われている。このようにブレードラバーに塩素処理を施すことで、ブレードラバーの表面に硬化層が形成され、ひいてはブレードラバーと払拭面との摩擦係数が低下する。よって、払拭面上においてブレードラバーがスムーズに動作可能となる。

上述のように、ジエン系ゴムの耐老化性，耐オゾン性および耐候性（耐劣化性）が低いことに対して、この課題を解消し得る技術が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術では、ゴム成分の主鎖に二重結合を持たない非ジエン系ゴムであるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（EPDM）等を、ブレードラバーの材料に用いている。これにより、ブレードラバーの実際の使用環境において、オゾンや熱さらには紫外線による劣化を防ぎ、かつ老化防止剤の添加を不要としてボディにシミを生じさせることも無くなる。

特表２００８−５００４１５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術では、非ジエン系ゴムの優れた耐劣化性のために、ジエン系ゴムのブレードラバーで行われている塩素処理を、非ジエン系ゴムのブレードラバーにそのまま適用するのが難しい。そこで、より容易にブレードラバーと払拭面との摩擦係数を下げるために、例えば、黒鉛（Graphite）やポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等の固体潤滑剤として機能する微粒子を配合した皮膜を、ブレードラバーの表面に形成することが考えられる。

ところがこの場合には、非ジエン系ゴムの表面は不活性であるため、当該非ジエン系ゴムの表面と皮膜との間に十分な密着性を得るのが難しく、ブレードラバーの実際の使用環境において皮膜が剥離し易く、低摩擦効果が早期に失われるという問題を生じ得る。さらには、根本的な問題として、皮膜を形成する微粒子によって、払拭面上に拭き筋（拭き残し）が生じ易くなるという問題もある。

本発明の目的は、非ジエン系のゴム材料よりなるブレードラバーであっても、その表面に形成する硬化層を剥離し難くして、長期に亘り良好な払拭性能を維持することができるブレードラバーを提供することにある。

本発明の一態様では、ホルダに保持されるヘッド部と、払拭面を払拭するリップ部と、前記ヘッド部と前記リップ部とを連結するネック部と、を備えたブレードラバーであって、前記ブレードラバーは、非ジエン系のゴム材料により形成され、前記ブレードラバーの少なくとも前記リップ部の表面に、グラフト重合反応により硬化層が形成され、前記硬化層は、表面から内部に向かうにつれて徐々に硬度が低くなる硬度変化領域を有する。

本発明の他の態様では、前記硬化層の表面硬さが2Mpa〜9Mpaである。

本発明の他の態様では、前記払拭面が乾燥した状態での前記硬化層の表面の動摩擦係数が0.95以下である。

本発明の他の態様では、前記硬化層の表面粗さが10μm以下である。

本発明の他の態様では、前記硬化層は、表面から内部への深さ寸法が1μmの範囲に、硬度が一定の硬度一定領域を備え、前記深さ寸法が1μmを超えると前記硬度変化領域となり、最終的にグラフト重合反応をさせていない前記ゴム材料そのものの硬さと等しくなる硬さ分布を有している。

本発明の他の態様では、前記硬化層は、前記ゴム材料の表面に放射線を照射して生成されたラジカル活性点にモノマーを重合させて形成され、前記モノマーが、カルボニル基（C=O）を含有する重合性モノマーである。

本発明の他の態様では、前記ブレードラバーは、軟化された前記非ジエン系のゴム材料を押し出し成形することで形成される。

本発明によれば、ブレードラバーは、非ジエン系のゴム材料により形成され、ブレードラバーの少なくともリップ部の表面に、グラフト重合反応により硬化層が形成され、硬化層は、表面から内部に向かうにつれて徐々に硬度が低くなる硬度変化領域を有する。

これにより、硬化層をゴム材料に対して徐々に浸透させるように設けることができ、ゴム材料と硬化層との間の明確な境界を無くすことができる。よって、硬化層とゴム材料とを互いに剥離し難くすることができ、かつブレードラバーの柔軟性を損ねることも無い。したがって、長期に亘って良好な払拭性能を維持することが可能となる。

本発明に係るブレードラバーを備えたワイパブレードを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ図１に示す第１，第２保持部の詳細を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図２のブレードラバーの製造手順を示すフローチャート図である。 （ａ），（ｂ）は、それぞれ電子線の照射処理の反応形態を説明する説明図である。 （ａ）は薄肉の硬化層（硬度一定領域）を形成した場合の断面を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）は（ａ）を模式的に示した図である。 （ａ）は肉厚の硬化層（硬度一定領域）を形成した場合の断面を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）は（ａ）を模式的に示した図である。 電子線の加速電圧［kV］の大きさに応じて、電子線の浸透深さ［μm］が調整されることを説明するグラフである。 表面硬さ［Mpa］と表面粗さ［μm］との関係を示すグラフである。 表面硬さ［Mpa］と動摩擦係数との関係を示すグラフである。 サンプルNo.1〜No.9における電子線の照射状態および硬化層の形成状態を比較した表である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係るブレードラバーを備えたワイパブレードを示す斜視図を、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を、図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１に示す第１，第２保持部の詳細を説明する説明図を、それぞれ示している。

図１に示すように、自動車等の車両１０の前方側には、払拭面としてのフロントガラス１１が設けられている。フロントガラス１１上には、ワイパブレード１２が揺動自在に設けられている。ワイパブレード１２は、車両１０に揺動自在に設けたワイパアーム１３の先端部に装着されている。これにより、運転者等がワイパスイッチ（図示せず）を操作することで、ワイパモータ（図示せず）が駆動されてワイパアーム１３が揺動する。これに伴い、ワイパブレード１２がフロントガラス１１上の所定の払拭範囲を払拭する。

ワイパブレード１２は、フロントガラス１１の表面に接触するブレードラバー２０と、当該ブレードラバー２０を保持するラバーホルダ（ホルダ）３０と、を備えている。また、ラバーホルダ３０の長手方向両側には、ブレードラバー２０を覆い隠す一対のカバー部材３１が装着されている。これにより、ワイパブレード１２の全体の見栄えを良くしている。

図２に示すように、ブレードラバー２０は、断面が略矩形とされたヘッド部２１と、フロントガラス１１を払拭するリップ部２２と、ヘッド部２１とリップ部２２とを連結するネック部２３と、を備えた長手方向に略一様の断面の棒状に形成されている。そして、リップ部２２の先端部が、フロントガラス１１の表面に接触するようになっている。ネック部２３は、ヘッド部２１やリップ部２２に対して払拭方向に沿う幅寸法が小さくなっている。これにより、リップ部２２は、ヘッド部２１に対して、払拭方向に傾動自在に連結されている。

ヘッド部２１とネック部２３との間には、ブレードラバー２０の払拭方向に沿う両側にそれぞれ開口され、かつブレードラバー２０の長手方向に延在された保持溝２４が設けられている。また、ヘッド部２１には、ブレードラバー２０払拭方向に沿う両側にそれぞれ開口され、かつブレードラバー２０の長手方向に延在された装着溝２１ａが設けられている。そして、一対の装着溝２１ａには、バーティブラ（板ばね）２５がそれぞれ装着されている。

バーティブラ２５は、鋼板等の板材を打ち抜き加工することで、ブレードラバー２０と同程度の長さ寸法の平板状に形成され、フロントガラス１１に対して垂直方向に弾性変形自在となっている。つまり、バーティブラ２５が装着されたブレードラバー２０は、バーティブラ２５と一体となって、フロントガラス１１の曲率に合わせて弾性変形自在となっている。また、バーティブラ２５は、自然状態においては、フロントガラス１１の曲率よりも強く湾曲されている。したがって、リップ部２２の先端部をフロントガラス１１に接触させると、リップ部２２の長手方向に沿う略全域がフロントガラス１１の表面に密着される。

なお、本実施の形態では、バーティブラ２５を鋼板等の板材により形成したが、これに限らず、例えば、硬質の樹脂等によりバーティブラを形成しても構わない。要するに、フロントガラス１１に対して垂直方向に弾性変形自在なばね部材であれば、その材質や形状は問わない。

図２に示すように、ラバーホルダ３０は、プラスチック等の樹脂材料により断面が略Ｕ字形状に形成されている。また、ラバーホルダ３０の長さ寸法は、図１に示すように、ブレードラバー２０の略半分程度となっている。ラバーホルダ３０は、その長手方向に延びる天壁部３０ａと、当該天壁部３０ａの短手方向両側からフロントガラス１１に向けて延びる一対の側壁部３０ｂと、を備えている。そして、ブレードラバー２０は、その略中間部分がラバーホルダ３０の内側に配置され、ラバーホルダ３０によって覆われており、ブレードラバー２０のリップ部２２のみが、ラバーホルダ３０の外側に露出された状態となっている。

また、図１に示すように、一方の側壁部３０ｂの長手方向に沿う略中間部分には、取付部３０ｃが設けられている。この取付部３０ｃには、ワイパアーム１３の先端部分が回動自在に装着される。さらに、天壁部３０ａにはフィン３０ｄが一体に設けられ、これにより、ワイパブレード１２の空力特性を向上させている。具体的には、フィン３０ｄは、走行風によってワイパブレード１２が浮き上がるのを抑制するようになっている。

図１に示すように、ラバーホルダ３０の長手方向一側、つまりワイパブレード１２の揺動中心に近い側には、第１保持部３２が設けられている。より具体的には、第１保持部３２は、図３（ａ）に示すように、一対の保持爪３３（図示では手前側の一方のみを示す）を備えている。これらの保持爪３３は、ブレードラバー２０の長手方向と直交する方向に互いに対向して設けられ、ブレードラバー２０の保持溝２４に入り込める突起となっている。そして、一対の保持爪３３が一対の保持溝２４にそれぞれ係合することで、ヘッド部２１がラバーホルダ３０に保持される。

また、ブレードラバー２０の保持溝２４には、保持爪３３をブレードラバー２０の長手方向両側から挟む一対のストッパ部３４ａ，３４ｂがそれぞれ設けられている。これらのストッパ部３４ａ，３４ｂにより保持爪３３を挟むことで、ブレードラバー２０のラバーホルダ３０に対する長手方向への移動が規制される。つまり、保持爪３３および一対のストッパ部３４ａ，３４ｂは、ラバーホルダ３０に対するブレードラバー２０の位置決めを行っている。

図１に示すように、ラバーホルダ３０の長手方向他側、つまりワイパブレード１２の揺動中心から遠い側には、第２保持部３５が設けられている。より具体的には、第２保持部３５は、図３（ｂ）に示すように、断面が略矩形に形成された一対の保持爪３６（図示では手前側の一方のみを示す）を備えている。これらの保持爪３６は、一対の保持溝２４にそれぞれ係合し、これによりヘッド部２１を保持している。また、保持爪３６が係合する部分では、ブレードラバー２０にはストッパ部は設けられておらず、保持爪３６は保持溝２４に沿って移動自在となっている。つまり、ブレードラバー２０は、第２保持部３５の部分においては、ラバーホルダ３０に対してその長手方向に移動自在に保持されている。

このように、このワイパブレード１２では、ラバーホルダ３０の長手方向の両端に第１保持部３２および第２保持部３５を設け、これらの第１，第２保持部３２，３５の２箇所においてブレードラバー２０を保持している。したがって、ワイパアーム１３からの押圧力が、取付部３０ｃを介してラバーホルダ３０に伝わると、その押圧力はラバーホルダ３０の第１，第２保持部３２，３５からブレードラバー２０に加えられる。これにより、ブレードラバー２０は、フロントガラス１１に対して弾性的に接触される。

次に、以上のように形成したブレードラバー２０の製造手順について、図面を用いて詳細に説明する。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図２のブレードラバーの製造手順を示すフローチャート図を示している。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、ブレードラバー２０は、当該ブレードラバーとなるワークを押し出し成形する工程，ワークに放射線を照射してラジカル活性点を生成する工程，ラジカル活性点を起点としてグラフト重合反応によりモノマーを結合させる工程，ワークのリップ部に相当する部分を長手方向に切断する工程を経て製造される。

［ワークを押し出し成形する工程］
図４（ａ）に示す作業では、非ジエン系のゴム材料を用いて、ブレードラバー２０となるワークＷを押し出し成形により形成する。具体的には、本実施の形態においては、非ジエン系のゴム材料として、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合ゴム（EPDM）を採用している。そして、このEPDMよりなるゴム材料を成形金型の穴（図示せず）に所定圧で圧送する。これにより、断面形状が一様の長尺のワークＷ（図５参照）が連続して形成されていく。

その後、成形金型を通過したワークＷを、加熱装置（図示せず）を通過させることで加硫または架橋させる。これにより、後にブレードラバー２０となるワークＷの成形が完了する。ここで、成形金型により形成されたワークＷは、図５に示すような形状となっている。すなわち、基準線ＢＬ（図中一点鎖線）を境界に、リップ部２２の先端部を突き合わせた形状となっている。よって、１回の押し出し成形で２本のブレードラバー２０を得ることができ、製造効率の向上が図られている。

ここで、ワークＷに用いられる非ジエン系のゴム材料としては、上述のようなEPDMの他に、例えば、フッ素ゴム（FKM），エチレン−プロピレン共重合ゴム（EPM），シリコーンゴム（Q），エピクロルヒドリンゴム（CO,ECO），ウレタンゴム（U）などが挙げられる。これらは、１種類を単独で用いても良いし、２種類以上をブレンドして用いても良い。

また、これらのゴム材料には、加硫剤（架橋剤），加硫促進助剤，軟化剤，老化防止剤，充填剤，シランカップリング剤，シリカ，カーボンブラック等の通常知られた添加剤を配合しても良い。

ただし、自動車等の車両１０（図１参照）に用いられるブレードラバー２０のゴム材料としては、耐老化性，耐オゾン性および耐候性（耐劣化性）に優れ、かつ加硫がし易く、容易に弾性限界を大きくできるEPDMを用いるのが望ましい。

［ワークに放射線を照射してラジカル活性点を生成する工程］
図４（ｂ）に示す作業では、押し出し成形により形成されたワークＷの表面に、放射線を照射してラジカル活性点を生成する。具体的には、本実施の形態においては、放射線の一種である、人工的に電子を加速してビームとして利用する電子線（Electron Beam）を用いている。この電子線が持つエネルギーを利用して、後述のようなグラフト重合反応をさせている。

ここで、放射線の照射処理としては、上述のような電子線の照射処理の他に、例えば、α線，β線，γ線，Ｘ線の照射処理等が挙げられる。要するに、活性化を誘引する放射線の照射処理を行うようにする。ただし、汎用の電気製品の取り扱いと同様に、必要なときに「オン（ON）」にして、かつ不要なときに「オフ（OFF）」に容易にできる電子線照射装置（図示せず）を用いるのが望ましい。これにより、照射処理の効率を大幅に向上させ、製造コストの低減を実現できる。

［ラジカル活性点を起点としてグラフト重合反応によりモノマーを結合させる工程］
図４（ｂ）のような電子線の照射処理を施すことで、ワークＷの表面およびある程度の深さ部分に、ラジカル活性点が生成される。すなわち、図４（ｃ）に示す作業では、ラジカル活性点が起点となってグラフト重合反応が進行する。

ここで、グラフト重合反応の形態について、図５（ａ），（ｂ）を用いて詳細に説明する。

図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ電子線の照射処理の反応形態を説明する説明図を示している。

図５（ａ），（ｂ）においては、基準線ＢＬを境界に切断する前の段階のワークＷにおけるリップ部２２の部分のみを示している。図５（ａ），（ｂ）に示すように、生成するラジカル活性点（図中黒点）を起点としてグラフト重合反応を促進させる電子線の照射処理としては、以下の２つの方法が挙げられる。

［第１の方法］
第１の方法は、図５（ａ）に示すように、EPDMよりなるワークＷの表面に電子線を照射してラジカル活性点を生成した後に、ワークＷのリップ部２２となる部分の表面に反応物質（モノマー）（図中白点）を付着させる工程を経て、グラフト重合反応により反応物質（モノマー）を結合させる処理である。すなわち、予め電子線の照射処理をしてワークＷの表面にラジカル活性点を生成しておく、所謂「前照射処理」となっている。

この「前照射処理」では、電子線の照射処理およびグラフト重合反応を、いずれも窒素雰囲気中で行うのが望ましい。また、「前照射処理」の吸収線量［kGy］は、脱酸素状態で50kGy〜500kGyが望ましい。

［第２の方法］
第２の方法は、図５（ｂ）に示すように、EPDMよりなるワークＷの表面に、ラジカル活性点の生成とグラフト重合反応とを同時に行う、所謂「同時照射処理」である。この「同時照射処理」では、例えば、グラフト重合反応に用いる反応物質（モノマー）を、塗布や浸漬等によってワークＷの表面に付着させた状態のもとで、上述のようなラジカル活性点を生成するための電子線の照射処理を行っている。また、「同時照射処理」の吸収線量［kGy］は10kGy〜200kGyが望ましい。

なお、本発明においては、「前照射処理」および「同時照射処理」のいずれの処理によっても、同様構造のブレードラバー２０を製造することができる。ただし、図５（ｂ）においては、ワークＷの表面に反応物質（モノマー）を付着させた後に、ラジカル活性点を生成しているが、これに限らず、ラジカル活性点を生成した後に、反応物質（モノマー）を付着させるようにしても良い。

図４（ｃ）に示す作業において、グラフト重合反応は、通常知られた方法によって行うことができるが、グラフト重合反応に用いる重合性モノマーとしては、種々のモノマーを用いることができる。その中でも、本実施の形態においては、ワークＷの表面に所定の表面硬さ［Mpa］の硬化層を形成するために、カルボニル基（C=O）を含有する重合性モノマーを用いている。このように、カルボニル基（C=O）を含有する重合性モノマーを反応物質に用いることで、効率良く所定の表面硬さ［Mpa］の硬化層を形成することが可能となる。

［ワークのリップ部に相当する部分を長手方向に切断する工程］
図４（ｄ）に示す作業では、ナイフ（刃）を備えた切断装置（図示せず）を用いて、ワークＷの基準線ＢＬの部分を切断する処理を行う。これにより、ワークＷが基準線ＢＬの部分で２つに分離される。さらに、これに引き続き、ワークＷを所定の長さで切断する処理も行う。これにより、ブレードラバー２０（図２および図３参照）が完成する。ここで、ワークＷは、グラフト重合反応により反応物質（モノマー）が付着した状態で切断されるため、リップ部２２の先端部には、反応物質（モノマー）が付着していない。

通常、ブレードラバー２０は、図２に示すように、リップ部２２の両側面２２ａと切断面２２ｂとの境界となるエッジ部分ＥＧにより、フロントガラス１１を払拭する。そのため、反応物質（モノマー）が結合している両側面２２ａによりフロントガラス１１を払拭して、反応物質（モノマー）が付着していない切断面２２ｂでフロントガラス１１を払拭することが無い。よって、リップ部２２の先端部に反応物質（モノマー）が付着していなくても問題は生じない。

つまり、本実施の形態では、１回の電子線の照射により、２本のブレードラバー２０を得ることができ、ブレードラバー２０の生産性を向上させている。もちろん、これに限ること無く、ブレードラバー２０の１本１本に、電子線の照射処理を行っても良い。この場合、リップ部２２の先端部にも反応物質（モノマー）を付着させることが可能となる。

また、ブレードラバー２０のヘッド部２１等のフロントガラス１１に接触しない部分には、上述のようなラジカル活性点を生成するための電子線の照射処理およびグラフト重合反応を行わなくても良い。したがって、本実施の形態においては、ワークＷのリップ部２２に相当する部分（リップ部２２の両側面２２ａ）のみに電子線の照射処理およびグラフト重合反応を行っている。

ただし、ワークＷのリップ部２２に相当する部分のみに、電子線を照射処理したりグラフト重合反応をさせたりするために、例えば、マスキング作業等が必要になる場合には、当該作業を不要とすべく、ワークＷのヘッド部２１を含む全体に、電子線を照射処理したりグラフト重合反応をさせたりしても良い。

次に、リップ部２２の両側面２２ａに形成される硬化層の状態について、図面を用いて詳細に説明する。

図６（ａ）は薄肉の硬化層（硬度一定領域）を形成した場合の断面を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）は（ａ）を模式的に示した図を、図７（ａ）は肉厚の硬化層（硬度一定領域）を形成した場合の断面を示す顕微鏡写真であり、（ｂ）は（ａ）を模式的に示した図を、図８は電子線の加速電圧［kV］の大きさに応じて、電子線の浸透深さ［μm］が調整されることを説明するグラフをそれぞれ示している。

図６および図７に示すように、リップ部２２の両側面２２ａ（図示では一方側の側面２２ａのみを示す）には、それぞれグラフト重合反応により硬化層ＨＣが形成されている。そして、硬化層ＨＣの表面部分、つまりリップ部２２における側面２２ａの近傍の表面部分（図中右側）において、太い一点鎖線グラフに示すように、グラフト重合体の量が多くなっている。つまり、硬化層ＨＣのうちのリップ部２２の側面２２ａの近傍部分が、最も高硬度となっている。

これに対し、グラフト重合体の量は、リップ部２２における側面２２ａの近傍の表面部分をピークに、リップ部２２の内部に向かうにつれて、徐々に少なくなる「傾斜分布」を示している。すなわち、硬化層ＨＣは、リップ部２２の内部に向かうにつれて徐々にその硬度が低くなる硬度変化領域を備えている。このように、硬化層ＨＣを形成するグラフト重合体の量に、リップ部２２の内部に向けて徐々に少なくなる「傾斜分布」を持たせることで、EPDMのゴムバルクが示す硬さの部分と、グラフト重合体が存在する硬化層ＨＣとの部分との間に、硬度が大きく変化するような明確な境界が形成されない。したがって、硬化層ＨＣは、ゴム材料（EPDM）に対して徐々に浸透するように設けられて、従前のように硬化層ＨＣが早期に剥離するような不具合の発生を確実に防止できる。つまり、ブレードラバー２０の性能を長期に亘って維持できる。

なお、図７に示す場合の方が、図６に示す場合に比して、表面粗さ［μm］が粗くなっているのが判る。このように図７に示す場合においては、リップ部２２を変形し難くすることに加えて、表面粗さ［μm］が粗くなるため、ブレードラバー２０のスムーズな動作を実現できる一方で、フロントガラス１１上に拭き筋（拭き残し）を発生させる虞がある。このように、硬化層ＨＣの表面硬さ［Mpa］や表面粗さ［μm］等は、トレードオフの関係にあるブレードラバー２０の耐劣化性およびブレードラバー２０のスムーズな動作を両立させるために、それぞれ最適値を抽出する必要がある。

ここで、図６および図７に示すような硬化層ＨＣの成形状態の相違（厚み寸法の違い等）は、電子線の照射条件（加速電圧や吸収線量）を調整することで得られる。図８に示すグラフは、横軸が電子線の浸透深さ［μm］で、縦軸が吸収線量［kGy］のグラフを示しており、より具体的には、電子線の加速電圧［kV］を小さい値（150kV）から大きい値（300kV）にすることで、ブレードラバー２０を形成するゴム材料（EPDM）のより深い部分でも、ラジカル活性点が生成されることを示している。

そして、図８に示すように、電子線の加速電圧［kV］つまりエネルギー量が、小さいほど吸収線量［kGy］の傾斜特性が急峻になり、大きいほど吸収線量［kGy］の傾斜特性が緩やかになっている。すなわち、電子線のエネルギー量が大きいほど、硬化層ＨＣがより剥離し難くなることが判る。なお、図８に示す場合においては、電子線の照射時間や照射回数等の条件は、電子線の加速電圧［kV］の大きさ（４種）に依らず、何れも同じ条件に設定されている。

ただし、単に、硬化層ＨＣの剥離を防止するために、電子線の加速電圧［kV］を大きくすると、硬化層ＨＣが厚くなって、上述のようにリップ部２２自身の柔軟性が失われてしまう。したがって、硬化層ＨＣの表面硬さ［Mpa］や表面粗さ［μm］等の最適な条件の抽出に加えて、電子線の最適な照射条件も抽出する必要がある。

硬化層ＨＣの表面硬さ［Mpa］や表面粗さ［μm］等の最適な条件を検討するに当たり、本発明の発明者は、まず、図９および図１０に示すブレードラバー２０に必要となる望ましい条件を抽出した。図９は表面硬さ［Mpa］と表面粗さ［μm］との関係を示すグラフを、図１０は表面硬さ［Mpa］と動摩擦係数との関係を示すグラフをそれぞれ示している。なお、図１０に示す動摩擦係数は、フロントガラス１１が乾燥した状態での動摩擦係数であり、つまり、リップ部２２がフロントガラス１１に乾き接触しているときの動摩擦係数を示している。

具体的には、図９の網掛け部分に示すように、当該網掛け部分の範囲に入る条件を満たすものが、拭き筋（拭き残し）を発生せずに、払拭性に優れることを見出した。つまり、表面硬さ［Mpa］が9Mpa以下で、かつ表面粗さ［μm］が10μm以下の条件を満たすブレードラバーが、払拭性に優れたブレードラバーとなる。

ここで、表面硬さ［μm］の測定には種々の方法があるが、本実施の形態においては、極小領域で用いられるナノインデンテーション（Nanoindentation）法を採用している。具体的には、先端にダイヤモンドを使用した突起状のダイヤモンド圧子（バーコビッチ型）を押し込んで表面硬さ［μm］を測定する方法である。このナノインデンテーション法は、本発明のように、ゴム材料（EPDM）等の表面改質の状態を測定するのに適している。

また、図１０の網掛け部分に示すように、当該網掛け部分の範囲に入る条件を満たすものが、動摩擦を小さくして、所謂「ビビリ音」等の発生を防止し得ることを見出した。つまり、表面硬さ［Mpa］が2Mpa以上で、かつ動摩擦係数（乾き接触）が0.95以下の条件を満たすブレードラバーが、スムーズな払拭をし得るブレードラバーとなる。

そして、図９および図１０に示すように抽出されたブレードラバー２０に必要となる望ましい条件を纏めると、次のようになる。すなわち、ブレードラバー２０の硬化層ＨＣの表面硬さ［Mpa］は、2Mpa〜9Mpaが望ましい。また、ブレードラバー２０の硬化層ＨＣの表面の動摩擦係数（乾き接触）は、0.95以下が望ましい。さらに、ブレードラバー２０の硬化層ＨＣの表面粗さ［μm］は、10μm以下が望ましい。

さらにまた、図２に示すように、ブレードラバー２０のリップ部２２の柔軟性を良好なものとして、リップ部２２のエッジ部分ＥＧをフロントガラス１１に確実に接触させるようにするには、上述のように硬化層ＨＣの厚み寸法の設定も重要なファクタである。そこで、本発明の発明者は、硬化層ＨＣの厚み寸法についても最適値を抽出した。

具体的には、リップ部２２の柔軟性を良好なものとするには、硬化層ＨＣは、その表面から内部への深さ寸法が1μmの範囲に、硬度が一定の硬度一定領域（図６，図７参照）を備え、深さ寸法が1μmを超えると上述のような硬度変化領域（図６，図７参照）となり、最終的にグラフト重合反応をさせていないゴム材料（EPDM）そのもの（ゴムバルク）の硬さと等しくなる硬さ分布を有するようにするのが望ましい。

本発明の発明者は、電子線の照射処理の条件を調整して、図１１に示すような複数のサンプルNo.1〜No.9を準備し、これらのサンプルについて種々のデータを計測して評価した。図１１はサンプルNo.1〜No.9における電子線の照射状態および硬化層ＨＣの形成状態を比較した表を示している。

図１１に示すように、サンプルNo.1は、電子線の照射処理等を何も施していないゴム材料（EPDM）そのものの計測データである。また、サンプルNo.2〜No.5は、電子線照射装置（図示せず）の出力を、窒素雰囲気中で、加速電圧［kV］が200kVの電子線を、電流8.0mAの強度で50kGy/passとなる条件（照射条件［A］）で照射した計測データである。さらに、サンプルNo.6〜No.9は、電子線照射装置の出力を、窒素雰囲気中で、加速電圧［kV］が200kVの電子線を、電流15.2mAの強度で100kGy/passとなる条件（照射条件［B］）で照射した計測データである。なお、電子線の１回の照射時間は、何れのサンプルにおいても、0.12〜0.24［sec］の範囲のうちの0.20［sec］に設定している。

［サンプルNo.1（未処理品）］
硬化層ＨＣを備えていないゴム材料（EPDM）そのものにおいては、表面粗さ［μm］の値は満足するものの、表面硬さ［Mpa］の値が柔らかい（不足する）ため、静止摩擦係数および動摩擦係数の双方が、比較的大きい値を示している。つまり、硬化層ＨＣを備えない未処理品のブレードラバーにおいては、スムーズな動作（払拭）を行わせるのが困難であることが判る。

［サンプルNo.2］
上述の照射条件［A］で、かつ電子線の照射回数を１回とすると、吸収線量［kGy］は50kGyとなる。

そして、サンプルNo.2の硬化層ＨＣの計測データは、
表面硬さ［Mpa］が1.220Mpa
表面粗さ［μm］が3.178μm
静止摩擦係数が3.266
動摩擦係数が2.344
となった。つまり、サンプルNo.2においては、表面粗さ［μm］のみが満足する値を示し、ブレードラバー２０としての評価は「△（不合格）」となった。

［サンプルNo.3］
上述の照射条件［A］で、かつ電子線の照射回数を２回とすると、吸収線量［kGy］は100kGyとなる。

そして、サンプルNo.3の硬化層ＨＣの計測データは、
表面硬さ［Mpa］が1.193Mpa
表面粗さ［μm］が3.449μm
静止摩擦係数が3.330
動摩擦係数が2.372
となった。つまり、サンプルNo.3においても、表面粗さ［μm］のみが満足する値を示し、ブレードラバー２０としての評価は「△（不合格）」となった。

［サンプルNo.4］
上述の照射条件［A］で、かつ電子線の照射回数を３回とすると、吸収線量［kGy］は150kGyとなる。

そして、サンプルNo.4の硬化層ＨＣの計測データは、
表面硬さ［Mpa］が2.570Mpa
表面粗さ［μm］が5.427μm
静止摩擦係数が1.423
動摩擦係数が1.243
となった。つまり、サンプルNo.4においては、表面硬さ［Mpa］および表面粗さ［μm］が満足する値を示したが、静止摩擦係数および動摩擦係数の双方が、若干大きい値を示した。よって、ブレードラバー２０としての評価は「○（合格）」となった。

［サンプルNo.5］
上述の照射条件［A］で、かつ電子線の照射回数を４回とすると、吸収線量［kGy］は200kGyとなる。

そして、サンプルNo.5の硬化層ＨＣの特性は、
表面硬さ［Mpa］が4.360Mpa
表面粗さ［μm］が8.045μm
静止摩擦係数が0.416
動摩擦係数が0.367
となった。つまり、サンプルNo.5においては、ブレードラバー２０に必要となる望ましい条件を、全て満足することが判った。したがって、サンプルNo.5のブレードラバー２０としての評価は「◎（優良）」となった。

［サンプルNo.6］
上述の照射条件［B］で、かつ電子線の照射回数を１回とすると、吸収線量［kGy］は100kGyとなる。

そして、サンプルNo.6の硬化層ＨＣの特性は、
表面硬さ［Mpa］が1.247Mpa
表面粗さ［μm］が3.276μm
静止摩擦係数が3.537
動摩擦係数が2.975
となった。つまり、サンプルNo.6においては、表面粗さ［μm］のみが満足する値を示し、ブレードラバー２０としての評価は「△（不合格）」となった。

［サンプルNo.7］
上述の照射条件［B］で、かつ電子線の照射回数を２回とすると、吸収線量［kGy］は200kGyとなる。

そして、サンプルNo.7の硬化層ＨＣの特性は、
表面硬さ［Mpa］が1.270Mpa
表面粗さ［μm］が3.170μm
静止摩擦係数が3.584
動摩擦係数が3.085
となった。つまり、サンプルNo.7においても、表面粗さ［μm］のみが満足する値を示し、ブレードラバー２０としての評価は「△（不合格）」となった。

［サンプルNo.8］
上述の照射条件［B］で、かつ電子線の照射回数を３回とすると、吸収線量［kGy］は300kGyとなる。

そして、サンプルNo.8の硬化層ＨＣの計測データは、
表面硬さ［Mpa］が6.565Mpa
表面粗さ［μm］が11.464μm
静止摩擦係数が0.373
動摩擦係数が0.345
となった。つまり、サンプルNo.8においては、表面硬さ［Mpa］，静止摩擦係数および動摩擦係数が満足する値を示したが、表面粗さ［μm］が、若干大きい値を示した。よって、ブレードラバー２０としての評価は「○（合格）」となった。

［サンプルNo.9］
上述の照射条件［B］で、かつ電子線の照射回数を４回とすると、吸収線量［kGy］は400kGyとなる。

そして、サンプルNo.9の硬化層ＨＣの計測データは、
表面硬さ［Mpa］が8.628Mpa
表面粗さ［μm］が11.574μm
静止摩擦係数が0.402
動摩擦係数が0.348
となった。つまり、サンプルNo.9においても、表面硬さ［Mpa］，静止摩擦係数および動摩擦係数が満足する値を示したが、表面粗さ［μm］が、若干大きい値を示した。よって、ブレードラバー２０としての評価は「○（合格）」となった。

このように、サンプルNo.4，サンプルNo.5，サンプルNo.8，サンプルNo.9の４種類が、ブレードラバー２０の実際の使用環境において、十分に耐え得るように表面改質されたことが判った。その中でも、ブレードラバー２０に必要となる望ましい条件を全て満足し得る「サンプルNo.5」の条件に則り、ブレードラバー２０の表面改質をするのがより望ましい。ここで、図１１の表中の網掛けは、ブレードラバー２０に必要となる望ましい条件を満足する値を示している。

なお、表面改質を行ったサンプルNo.2〜No.9の何れにおいても、硬化層ＨＣは、その表面から内部への深さ寸法が1μmの範囲に、硬度が一定の硬度一定領域（図６，図７参照）を備え、深さ寸法が1μmを超えると硬度変化領域（図６，図７参照）となり、最終的にグラフト重合反応をさせていないEPDMそのものの硬さと等しくなる硬さ分布を有するように形成された。

以上詳述したように、本実施の形態に係るブレードラバー２０によれば、ブレードラバー２０を非ジエン系のゴム材料であるEPDMにより形成し、ブレードラバー２０のリップ部２２の側面２２ａにグラフト重合反応により硬化層ＨＣを形成し、当該硬化層ＨＣは、表面から内部に向かうにつれて徐々に硬度が低くなる硬度変化領域を備えている。

これにより、硬化層ＨＣをEPDMに対して徐々に浸透させるように設けることができ、EPDMと硬化層ＨＣとの間の明確な境界を無くすことができる。よって、硬化層ＨＣとEPDMとを互いに剥離し難くすることができ、かつブレードラバー２０の柔軟性を損ねることも無い。したがって、長期に亘って良好な払拭性能を維持することが可能となる。

また、本実施の形態に係るブレードラバー２０によれば、硬化層ＨＣは、表面から内部への深さ寸法が1μmの範囲に、硬度が一定の硬度一定領域を備え、深さ寸法が1μmを超えると硬度変化領域となり、最終的にグラフト重合反応をさせていないEPDMそのものの硬さと等しくなる硬さ分布を有するように形成される。よって、リップ部２２の十分な柔軟性を確保することができる。

さらに、本実施の形態に係るブレードラバー２０によれば、硬化層ＨＣは、EPDMの表面に電子線を照射して生成されたラジカル活性点に反応物質（モノマー）を重合させて形成され、反応物質（モノマー）を、カルボニル基（C=O）を含有する重合性モノマーとした。したがって、効率良く所定の表面硬さ［Mpa］の硬化層ＨＣを形成することができる。

また、本実施の形態に係るブレードラバー２０によれば、ブレードラバー２０を、EPDMを押し出し成形することで形成するので、押し出し成形から連続して表面改質処理（電子線の照射処理およびグラフト重合反応）を行うことができる。したがって、ブレードラバー２０の生産性を大幅に向上させることが可能となる。

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上述の実施の形態では、ブレードラバー２０を、車両１０のフロントガラス１１に付着した雨水等を払拭するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、車両１０のリヤガラスに付着した雨水等を払拭するブレードラバーにも適用することができる。

また、上述の実施の形態では、ブレードラバー２０を、車両１０に設けたフロントガラス１１を払拭するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、鉄道車両，航空機，船舶，建設機械等に搭載されるワイパ装置のブレードラバーにも適用することができる。

１０ 車両
１１ フロントガラス（払拭面）
１２ ワイパブレード
１３ ワイパアーム
２０ ブレードラバー
２１ ヘッド部
２１ａ 装着溝
２２ リップ部
２２ａ 側面
２２ｂ 切断面
２３ ネック部
２４ 保持溝
２５ バーティブラ
３０ ラバーホルダ（ホルダ）
３０ａ 天壁部
３０ｂ 側壁部
３０ｃ 取付部
３０ｄ フィン
３１ カバー部材
３２ 第１保持部
３３ 保持爪
３４ａ，３４ｂ ストッパ部
３５ 第２保持部
３６ 保持爪
ＢＬ 基準線
ＥＧ エッジ部分
ＨＣ 硬化層
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. ホルダに保持されるヘッド部と、
   払拭面を払拭するリップ部と、
   前記ヘッド部と前記リップ部とを連結するネック部と、
   を備えたブレードラバーであって、
   前記ブレードラバーは、非ジエン系のゴム材料により形成され、
   前記ブレードラバーの少なくとも前記リップ部の表面に、グラフト重合反応により硬化層が形成され、
   前記硬化層は、表面から内部に向かうにつれて徐々に硬度が低くなる硬度変化領域を有する、
   ブレードラバー。
2. 請求項１記載のブレードラバーにおいて、
   前記硬化層の表面硬さが2Mpa〜9Mpaである、
   ブレードラバー。
3. 請求項１または２記載のブレードラバーにおいて、
   前記払拭面が乾燥した状態での前記硬化層の表面の動摩擦係数が0.95以下である、
   ブレードラバー。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のブレードラバーにおいて、
   前記硬化層の表面粗さが10μm以下である、
   ブレードラバー。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のブレードラバーにおいて、
   前記硬化層は、
   表面から内部への深さ寸法が1μmの範囲に、硬度が一定の硬度一定領域を備え、
   前記深さ寸法が1μmを超えると前記硬度変化領域となり、
   最終的にグラフト重合反応をさせていない前記ゴム材料そのものの硬さと等しくなる硬さ分布を有している、
   ブレードラバー。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレードラバーにおいて、
   前記硬化層は、前記ゴム材料の表面に放射線を照射して生成されたラジカル活性点にモノマーを重合させて形成され、
   前記モノマーが、カルボニル基（C=O）を含有する重合性モノマーである、
   ブレードラバー。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のブレードラバーにおいて、
   前記ブレードラバーは、軟化された前記非ジエン系のゴム材料を押し出し成形することで形成される、
   ブレードラバー。