JP2019031141A - ワイパブレード - Google Patents

Abstract

【課題】反転時の音や衝撃が小さく抑えられ、腹拭き現象も生じにくい、払拭性に優れたワイパブレードを提供する。【解決手段】ワイパブレード１は、ガラス面上に載置されるブレードラバー２と、ブレードラバー２を保持するラバーホルダ３を有する。ブレードラバー２は、ラバーホルダ３に保持される上屋部１１と、ガラス面を払拭するための払拭部１２と、上屋部１１と払拭部１２とを接続するネック部１３とを有する。払拭部１２は、中空状に形成された膨出部１５と、ガラス面と接触するリップ部１６とを有する。膨出部１５の内部空間１４は、高さ方向の寸法Ｈｃよりも幅方向の寸法Ｗ１が長い断面菱形形状に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ワイパ装置に使用されるワイパブレードに関し、特に、ワイパブレードに装着されるブレードラバーの断面構造に関する。

自動車等の車両には、雨天時等における運転者の視界を確保するため、ウインドシールドに付着した水滴や雪などを拭き取るワイパ装置が設けられている。ワイパ装置は、ワイパモータによって駆動されるワイパアームを有しており、ワイパアームの先端には、ゴム製のブレードラバーが装着されたワイパブレードが取り付けられている。ブレードラバーは、ワイパアームに設けられたスプリングによってウインドシールドガラスに押し付けられており、ワイパアームの往復運動に伴ってガラス面上を移動し、雨滴等の払拭除去を行う。

このようなワイパ装置では、従来より、トーナメント仕様と呼ばれるワイパブレードが広く用いられている。トーナメント仕様は、トーナメント試合の組み合わせ表のような構造を有しており、ブレードラバーを長手方向に沿って多点（通常、４ヶ所以上）にて支持する構成となっている。また、近年、トーナメント仕様の他に、ブレードラバーとラバーホルダを一体化したフラットタイプ（偏平型）と呼ばれるワイパブレードも多く用いられている。フラットタイプのワイパブレードは、デザイン性に優れていることから、主に高級車などに多く採用されており、部品点数もトーナメント仕様に比して少ないため、これを使用する車種も増加している。

実開昭５９−９３９５２号公報

ところが、フラットタイプのワイパブレードは、ブレードラバーを中央の１点や左右の２点などで支持する構成となっているため、トーナメント構造に比して、ブレード長手方向の分布圧が不均等になるという問題がある。すなわち、中央の１点で支持するものでは、ブレード中央部の押圧力が大きくなる傾向があり（図６（ａ））、左右の２点で支持するものでは、支持点直下にて押圧力が大きくなる傾向がある（図６（ｂ））。また、フラットタイプのワイパブレードは、アーム押圧力に対するロバスト性が低く、アーム押圧力の変化により、支持点部分における分布圧が大きく変化してしまうという課題もあった。

一方、ワイパブレードの払拭性能を確保するためには、押圧力が低い部位を基準にブレードの圧力を設定する必要がある。しかし、かかる設定を行うと、押圧力が高い部分では圧力が過大な状態となり、ブレードラバーがガラス面に強く押し付けられ、ブレードラバーの接触角（ブレードラバーとガラス面の角度）が小さくなってしまう。その際、図７（ａ）に示すように、従来のワイパブレード５１では接触角θｃが１２°以下となると、ブレードラバー５２の先端のリップ部５３が横倒しとなり、リップ側面５４にてガラス面５５を払拭するいわゆる腹拭きが発生し易い状況となる。すなわち、従来のフラットタイプのワイパブレードでは、分布圧が不均等で変化し易いため腹拭き現象が生じ易く、払拭不良の一因ともなっていた。

さらに、従来のワイパブレード５１では、リップ部５３が細幅のひれ状に形成されているため、上下反転位置にてブレード進行方向が反転する際、図７（ｂ）に示すように、リップ部５３の姿勢が逆方向に転換する。このため、リップ部５３の反転動作や、反転時の上下振動による衝撃荷重により、上下反転位置にて大きな反転音が生じたり、衝撃荷重によるリップ部５３の変形により、その後の動作にて腹拭きが生じ易くなるなどの問題もあった。

これに対し、特許文献１のワイパーブレードゴムは、その基部とリップ部との間に、円形の内部空間をもつ弾性変形部が設けられており、弾性変形部の上下方向への変形により、曲面ガラスへの追従性が向上するとされている。しかしながら、特許文献１のブレードゴムも、リップ部が長く細く形成されているため払拭方向に倒れ易く、また、弾性変形部も円形であるため払拭方向に変形し易い。その結果、払拭時に倒れ角が大きくなり、腹拭きが発生し易く、反転時の反転音発生や反転後の腹拭きも生じ易いという課題は依然として残されていた。

本発明の目的は、反転時の音や衝撃が小さく抑えられ、腹拭き現象も生じにくい、払拭性に優れたワイパブレードを提供することにある。

本発明のワイパブレードは、ワイパアームに取り付けられ、車両の払拭面上に載置されるブレードラバーと、前記ブレードラバーを保持するラバーホルダと、を有するワイパブレードであって、前記ブレードラバーは、前記ラバーホルダに保持される上屋部と、前記払拭面を払拭するための払拭部と、前記上屋部と前記払拭部とを接続するネック部と、を有し、前記払拭部は、中空状に形成された膨出部と、該膨出部の下方に設けられ前記払拭面と接触するリップ部と、を有し、前記膨出部の内部空間は、高さ方向の寸法Ｈｃよりも幅方向の寸法Ｗ１が長い断面菱形形状に形成されてなることを特徴とする。

本発明にあっては、ブレードラバーに、中空状に形成された膨出部を設けることにより、ワイパアームの荷重の変化による上下振動が膨出部にて吸収され、この上下振動がリップ部に伝わることによって生じる異音が低減される。また、膨出部の内部空間が幅方向に長い菱形形状をしているため、ブレードラバーの高さ方向の寸法が抑えられ、ワイパブレードの小型化が図られると共に、払拭面との摩擦によってリップ部に生じる倒れ方向へのモーメントを小さくでき、払拭時におけるリップ部の横倒れを抑えることが可能となる。

さらに、内部空間を幅方向に長い菱形形状とすることにより、ブレードラバーの横剛性が大きくなる。この場合、リップ部が払拭面の摩擦力により引っ張られ、膨出部の払拭方向両端が、引っ張られたり、押しつぶされたりすると、リップ部が倒れる方向に力が働く。この点、本発明のワイパブレードでは、膨出部の内部空間を横長の菱形とし、膨出部の払拭方向両端を小さく折り曲げた形状とすることにより、膨出部が過剰に引っ張られたり潰れたりしにくくなり、リップ部の横倒れが抑制される。

前記ワイパブレードにおいて、前記リップ部を、前記払拭面側を頂点とする断面三角形形状に形成すると共に、前記頂点を含む前記リップ部の先端部の断面を、前記頂点を挟んで略直角に形成し、前記ブレードラバーを前記払拭面上に載置したとき前記先端部が該払拭面と接触するようにしても良い。これにより、リップ部と払拭面との接触角度を約４５°に維持でき、払拭性の向上が図られる。

また、前記内部空間の幅方向の寸法Ｗ１を、前記リップ部が前記膨出部と接続される該リップ部の基部の幅Ｗ２よりも長く形成し（Ｗ１＞Ｗ２）、前記リップ部と前記膨出部の外壁との接続点の上方が中空となるようにしても良い。このように、リップ部と膨出部との接続点よりも上側を中空とすることにより、ワイパアームの荷重が内部空間を介してリップ部に伝わる。したがって、荷重の変化による振動が膨出部に吸収されやすく、異音の発生が抑えられる。

さらに、前記内部空間の幅方向の寸法Ｗ１を、前記ネック部の幅方向の寸法Ｗ３よりも長く形成し（Ｗ１＞Ｗ３）、前記ネック部の下方が中空となるようにしても良い。これにより、ブレードラバーの横剛性を大きくすることができ、膨出部が変形しにくくなり、リップ部の横倒れが抑えられる。

本発明のワイパブレードによれば、ブレードラバーに、中空状に形成された膨出部を設けたので、ワイパアームの荷重の変化による上下振動を膨出部にて吸収することができ、上下振動がリップ部に伝わることによって生じる異音を低減させることが可能となる。また、膨出部の内部空間を幅方向に長い菱形形状とすることにより、ブレードラバーの高さ方向の寸法が抑えられ、ワイパブレードの小型化が図られると共に、払拭時におけるリップ部の横倒れを抑えることができ、ワイパブレードの払拭性向上を図ることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるワイパブレードの構成を示す説明図である。 図１のワイパブレードの断面構成を示す説明図である。 ブレードラバーの膨出部の変形状態を示す説明図である。 払拭動作中における払拭角の変動状態を示す説明図である。 ワイパブレードの発生音の周波数と、ワイパブレードの上下方向の加速度との関係を示した説明図である。 従来のフラットタイプのワイパブレードにおける分布圧を示す説明図である。 従来のワイパブレードの構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるワイパブレード１の全体構成を示す説明図、図２は、ワイパブレード１の断面（長手方向と直角の断面、以下、断面は同意）構成を示す説明図である。ワイパブレード１は、いわゆるフラットタイプのワイパブレードであり、ブレードラバー２とラバーホルダ３が一体化された構造となっている。ワイパブレード１は、ワイパアーム４に取り付けられ、自動車のウインドシールドガラス（いわゆるフロントガラス：払拭面）５上に配置される。ワイパ動作に伴い、ワイパブレード１はウインドシールドガラス５上を往復動し、ガラス面５ａ上の水滴や汚れを払拭除去する。

ブレードラバー２は、長手方向に延びるゴム製の部材であり、ウインドシールドガラス５上に載置される。ブレードラバー２の断面形状（図２参照）は全長に亘り一様の形状となっており、ラバーホルダ３の下面側に取り付けられる。ブレードラバー２は、図２に示すように、ラバーホルダ３に保持される上屋部１１と、ウインドシールドガラス５に接触する払拭部１２と、上屋部１１と払拭部１２とを接続するネック部１３とを備えている。上屋部１１は、ラバーホルダ３に形成されたラバー取付部２１に取り付けられる。ラバー取付部２１は、長手方向に沿って延設されており、ブレードラバー２は、ラバーホルダ３の端部から、ラバー取付部２１に上屋部１１を挿入する形で装着される。ラバーホルダ３の両端には、ブレードラバー２の脱落防止のため、エンドキャップ６が取り付けられている。

ラバーホルダ３は、図２に示すように、ホルダ本体２２とフィン部２３とを備えている。ホルダ本体２２とフィン部２３は、互いに硬度が異なる異種材料を二色成形することにより一体化されている。ホルダ本体２２は、ブレードラバー２の上屋部１１を保持し得る充分な強度を確保しつつ、ウインドシールドガラス５の曲面形状（図示せず）に追従可能とするために、柔軟性を有するプラスチック等の樹脂材料により形成されている。一方、フィン部２３は、ホルダ本体２２の硬度よりも低い硬度のゴム等の弾性材料により形成されている。フィン部２３は、その前面側２３ａに走行風が当たると、ワイパブレード１にダウンフォースが発生し、走行時にブレードが浮きにくくなり、ブレードラバー２の払拭性能が良好に保持される。

ホルダ本体２２の内部には、バネ性を有する鋼板によって形成された一対のバーティブラ２４が設けられている。各バーティブラ２４は、ブレードラバー２の上屋部１１を、往路側と復路側から挟むように配置されている。各バーティブラ２４は、外力を付与しない自然状態においては、ウインドシールドガラス５の曲率よりも大きい曲率（きついカーブ）で湾曲されている。ワイパブレード１をウインドシールドガラス５上に配すると、バーティブラ２４がウインドシールドガラス５の曲率に合わせて弾性変形する。これにより、ラバーホルダ３及びブレードラバー２がガラス面５ａに沿って変形し、ブレードラバー２の払拭部１２が全長に亘ってガラス面５ａに押し付けられ密着する。

ラバーホルダ３の長手方向中間部分には、金属製のセンタブラケット２５を備えたアーム取付部２６が設けられている。センタブラケット２５は断面略コの字形となっており、バーティブラ２４にカシメ固定されている。センタブラケット２５には、合成樹脂にて形成されたアームフック取付部２７が回動自在に取り付けられている。センタブラケット２５は、アームフック取付部２７を介して、ワイパアーム４の先端部に装着される。これにより、ワイパブレード１は、ワイパアーム４の先端に回動可能な状態で取り付けられる。

ここで、本発明のワイパブレード１では、払拭部１２に、中空状に形成された膨出部１５と、断面三角形形状のリップ部１６が設けられている。膨出部１５の内部は、断面菱形形状の内部空間１４となっており、内部空間１４は、高さ方向の寸法Ｈｃよりも幅方向（ワイパ動作方向）の寸法Ｗ１の方が長い横長の菱形となっている。膨出部１５の外壁１７は「くの字形」になっており、菱形の角部分が折曲部１８となっている。折曲部１８の内角θｉは、ワイパブレード１をウインドシールドガラス５上に配した状態（ブレードラバー２がガラス面５ａに当接した状態）のとき略４５°となっている。

リップ部１６は、膨出部１５の下側（ガラス面５ａ側）に設けられている。ワイパブレード１では、リップ部１６は、ガラス面５ａ側を頂点（頂点Ｐ）とする断面三角形形状に形成されており、ワイパブレード１をウインドシールドガラス５上に配したとき、頂点Ｐを含むその先端部１６ａがガラス面５ａと接触する。先端部１６ａは、頂点Ｐを挟んでその断面が略直角に形成されており、リップ部１６全体は、先端部１６ａが直角となった略直角二等辺三角形状となっている。このように、リップ部１６を断面三角形状とし、その先端部１６ａの内角を９０°とすることにより、リップ部１６とガラス面５ａとの接触角θｃは略４５°に設定される。

また、ブレードラバー２では、内部空間１４の幅方向の寸法Ｗ１は、リップ部１６の基部（膨出部１５の外壁１７との接続部）１６ｂの幅Ｗ２よりも長くなっている（Ｗ１＞Ｗ２）。すなわち、リップ部１６は、その底辺部１６ｃ全体が内部空間１４に面しており、リップ部１６と外壁１７との接続点Ｑの上方は中空となっている。その結果、ワイパアーム４の荷重は、内部空間１４を介する形でリップ部１６に伝わる。したがって、荷重の変化による振動が膨出部１５に吸収され易く、荷重変化に伴う異音の発生が抑えられる。

さらに、内部空間１４の幅方向の寸法Ｗ１は、ネック部１３の幅方向の寸法Ｗ３よりも長くなっている（Ｗ１＞Ｗ３）。すなわち、ネック部１３は、その下部１３ａ全体が内部空間１４に面しており、ネック部１３の下方は中空となっている。この場合、ワイパブレード１のネック部１３は、それ自体の幅Ｗ３が大きく形成されているが（上屋部１１の幅寸法Ｗ４の約１／２）、内部空間１４の幅はそれよりもさらに大きくなっている。このように、内部空間１４の幅Ｗ１を大きくすることにより、ネック部１３より下の部位の横剛性を大きくすることができる。また、外壁１７の角部分には折曲部１８が形成されており、図３に示すように、特許文献１のような円形の弾性変形部に比して、角部分が伸びにくく（Ａ部）、潰れにくい（Ｂ部）構造となっている。これらの結果、ワイパブレード１では、膨出部１５が変形しにくく、ワイパ動作時におけるリップ部１６の横倒れが抑えられる。

また、ブレードラバー２では、全体の高さ寸法Ｈｇが、従来のブレードラバー５２よりも低く抑えられている（０.８倍程度：従来約１０ｍｍ，本発明約８ｍｍ）。このため、ガラス面５ａとの摩擦により、リップ部１６に加わる倒れ方向へのモーメントを小さくでき、この点においても接触角θｃの維持が図られる。なお、ブレードラバー２を低背化することにより、走行風の抵抗も小さくなり、その分、モータの負荷も低減される。さらに、ワイパブレード全体の小型化も図られる。さらに、ブレードラバー全体の縦横比（全体高さＨｇと全幅Ｗｇとの比：本実施形態ではＨｇ／Ｗｇ＝８／６）も、１.２〜１.５程度に抑えられている（従来は１.６以上：Ｈｇ／Ｗｇ＝１０／６）ため、この点においても横剛性の増大が図られる。

加えて、上述のようなブレードラバー２を用いたワイパブレード１では、内角が４５°に形成されたリップ部１６によってガラス面５ａを払拭するため、ブレード反転時にリップ部の姿勢が反転しない。前述のように、従来のワイパブレードでは、図７（ｂ）に示すように、リップ部５３の姿勢が逆方向に転換し、それが反転音や腹拭きの一因ともなっていた。これに対し、ワイパブレード１は、リップ部１６が大きく倒れない構造となっており、従来よりも反転時の上下動が抑制される上に、反転時における姿勢変化の際もリップ部１６の上下動が膨出部１５によって吸収される。このため、当該ワイパブレード１では、従来のワイパブレードに比して反転音が低減され、反転後の接触角の変動も小さく抑えられる。

図４は、払拭動作中における払拭角の変動状態を示す説明図であり、（ａ）は本発明のワイパブレード１、（ｂ）は従来のワイパブレード５１の払拭角変動をそれぞれ示している。図４に示すように、発明者らの実験によれば、本発明のワイパブレード１は、従来のワイパブレード５１よりも払拭角の変動が小さい（６５°→３５°）。また、各拡大図から分かるように、ワイパブレード１には、従来のもののような角度の急変（急激な落ち込み）がない。この図からも、ワイパブレード１では、反転時の上下動が従来よりも抑制されていることが分かり、その分、反転音が低減される。また、反転後の接触角の落ち込みがないため、アーム押圧力に変化がある場合でも、反転音や腹拭きが抑えられ、アーム押圧力の変化に対するロバスト性が向上し、フラットタイプのワイパブレードにおける払拭性能の向上が図られる。

また、図５は、ワイパブレードの発生音の周波数と、ワイパブレードの上下方向の加速度との関係を示した説明図であり、（ａ）は本発明のワイパブレード１、（ｂ）は従来のワイパブレード５１の加速度をそれぞれ示している。図５は、ワイパブレード上下方向の加速度波形（時刻歴）から、どの周波数に対して加速度が大きいか示したものである。通常、ブレード反転音の周波数は１００Ｈｚ近傍となるため、１００Ｈｚ付近の加速度を見ると、本発明のワイパブレード１は、従来のワイパブレード５１よりも加速度が小さい（１０００ｍｍ／ｓ²→５００ｍｍ／ｓ²）。この場合、ワイパブレードの上下方向加速度が小さくなると、ガラス面５ａの振動が小さくなり、ガラスの振動による反転音が小さくなる。すなわち、加速度が小さくなれば反転音も小さくなる。図５から分かるように、発明者らの実験によれば、当該ワイパブレード１は、従来のワイパブレードに比して、１００Ｈｚ付近の加速度が半減する。したがって、その分、反転音の低減が図られ、ワイパ装置の静粛性が向上する。

このように、ブレードラバー２は、太いネック部１３と、幅広の内部空間１４、変形しにくい折曲部１８を備えることにより、従来のブレードラバー５２（図７参照）に比して、横剛性が大きくなる。このため、リップ部１６が横倒れしにくくなり、払拭時におけるリップ部１６とガラス面５ａの接触角θｃを約４５°近傍に維持することができ、腹拭き現象を抑え、払拭性の向上を図ることが可能となる。また、反転時の上下動が抑制され、リップ部１６の上下動も膨出部１５によって吸収されるため反転音が低減される。さらに、反転後の接触角の変動も小さく抑えられるため、反転音や腹拭きが抑えられ、アーム押圧力の変化に対するロバスト性も向上する。

本発明は前記実施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、前述の実施形態におけるブレードラバーの寸法（高さＨｇや全幅Ｗｇなど）はあくまでも一例であり、本発明のワイパブレードは前記寸法には限定されない。

本発明は、自動車のワイパブレードのみならず、産業機器や鉄道車両等、車両一般に装備されるワイパブレードに広く適用可能である。

１ ワイパブレード
２ ブレードラバー
３ ラバーホルダ
４ ワイパアーム
５ ウインドシールドガラス
５ａ ガラス面（払拭面）
６ エンドキャップ
１１ 上屋部
１２ 払拭部
１３ ネック部
１３ａ 下部
１４ 内部空間
１５ 膨出部
１６ リップ部
１６ａ 先端部
１６ｂ 基部
１６ｃ 底辺部
１７ 外壁
１８ 折曲部
２１ ラバー取付部
２２ ホルダ本体
２３ フィン部
２３ａ 前面側
２４ バーティブラ
２５ センタブラケット
２６ アーム取付部
２７ アームフック取付部
５１ ワイパブレード
５２ ブレードラバー
５３ リップ部
５４ リップ側面
５５ ガラス面
Ｈｃ 内部空間の高さ方向の寸法
Ｈｇ ブレードラバーの全体の高さ寸法
Ｐ リップ部頂点
Ｑ リップ部と外壁との接続点
Ｗ１ 内部空間の幅方向の寸法
Ｗ２ リップ部基部の幅方向の寸法
Ｗ３ ネック部の幅方向の寸法
Ｗ４ 上屋部の幅方向の寸法
Ｗｇ ブレードラバー全体の幅寸法
θｃ リップ部とガラス面の接触角
θｉ 折曲部の内角

Claims (4)

1. ワイパアームに取り付けられ、車両の払拭面上に載置されるブレードラバーと、前記ブレードラバーを保持するラバーホルダと、を有するワイパブレードであって、
   前記ブレードラバーは、前記ラバーホルダに保持される上屋部と、前記払拭面を払拭するための払拭部と、前記上屋部と前記払拭部とを接続するネック部と、を有し、
   前記払拭部は、中空状に形成された膨出部と、該膨出部の下方に設けられ前記払拭面と接触するリップ部と、を有し、
   前記膨出部の内部空間は、高さ方向の寸法Ｈｃよりも幅方向の寸法Ｗ１が長い断面菱形形状に形成されてなることを特徴とするワイパブレード。
2. 請求項１記載のワイパブレードにおいて、
   前記リップ部は、前記払拭面側を頂点とする断面三角形形状に形成され、
   前記頂点を含む前記リップ部の先端部は、その断面が前記頂点を挟んで略直角に形成され、前記ブレードラバーを前記払拭面上に載置したとき該払拭面と接触することを特徴とするワイパブレード。
3. 請求項１又は２記載のワイパブレードにおいて、
   前記内部空間の幅方向の寸法Ｗ１は、前記リップ部が前記膨出部と接続される該リップ部の基部の幅Ｗ２よりも長く形成され（Ｗ１＞Ｗ２）、前記リップ部と前記膨出部の外壁との接続点の上方は中空となっていることを特徴とするワイパブレード。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のワイパブレードにおいて、
   前記内部空間の幅方向の寸法Ｗ１は、前記ネック部の幅方向の寸法Ｗ３よりも長く形成され（Ｗ１＞Ｗ３）、前記ネック部の下方は中空となっていることを特徴とするワイパブレード。

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