JP3011252B2 - ワイパー装置 - Google Patents
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- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
- B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
- B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
- B60S1/38—Wiper blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60S1/38—Wiper blades
- B60S1/3848—Flat-type wiper blade, i.e. without harness
- B60S1/3874—Flat-type wiper blade, i.e. without harness with a reinforcing vertebra
- B60S1/3875—Flat-type wiper blade, i.e. without harness with a reinforcing vertebra rectangular section
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
- B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
- B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
- B60S1/38—Wiper blades
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- B60S2001/3817—Means of supporting or holding the squeegee or blade rubber chacterised by a backing strip to aid mounting of squeegee in support
- B60S2001/382—Means of supporting or holding the squeegee or blade rubber chacterised by a backing strip to aid mounting of squeegee in support the backing strip being an essentially planar reinforcing strip, e.g. vertebra
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のワイパー装置
に関し、詳しくは、適度に弾力性を有し柔軟な材料で形
成された細長状の彎曲したバックボーンを備えるワイパ
ー装置に関する。
に関し、詳しくは、適度に弾力性を有し柔軟な材料で形
成された細長状の彎曲したバックボーンを備えるワイパ
ー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】バネ式のバックボーン機構を有する簡易
なワイパーブレードが米国特許第３，１９２，５５１号
（１９６５年７月６日）に開示されている。このワイパ
ーブレードによれば、乗り物のフロントガラスの平面状
の部分だけでなく、様々な曲面を効率的に掃拭すること
ができる。バネ部材は、バネの寸法や特性に応じて、ワ
イパーの使用時にワイパーアームがワイパーブレードの
長手方向全域に亘って均等に負荷を加えるよう、ワイパ
ーアームに加わる力を分散させている。
なワイパーブレードが米国特許第３，１９２，５５１号
（１９６５年７月６日）に開示されている。このワイパ
ーブレードによれば、乗り物のフロントガラスの平面状
の部分だけでなく、様々な曲面を効率的に掃拭すること
ができる。バネ部材は、バネの寸法や特性に応じて、ワ
イパーの使用時にワイパーアームがワイパーブレードの
長手方向全域に亘って均等に負荷を加えるよう、ワイパ
ーアームに加わる力を分散させている。
【０００３】通常、バネの曲げモーメントは、先端部分
でゼロになるため、バネに負荷が加えられていない状態
では、バネの曲率は先端に近づくにつれて小さくなる。
実際、このようなバネは、バネ自体が先端部分に近づく
につれて柔軟にならない限り、先端部分は略直線状とな
る。このため、上述の米国特許第３，１９２，５５１号
に開示されるワイパーブレードが備えるバネ式のバック
ボーンは、先端部に近づくにつれて幅が狭くなるよう設
計されている。また、同出願には、先端部に近づくにつ
れて幅のみならず厚さが減少するバックボーンが開示さ
れている。これは、幅のみが減少するバックボーンに比
べ、先端部の柔軟性という点でさらに優れている。
でゼロになるため、バネに負荷が加えられていない状態
では、バネの曲率は先端に近づくにつれて小さくなる。
実際、このようなバネは、バネ自体が先端部分に近づく
につれて柔軟にならない限り、先端部分は略直線状とな
る。このため、上述の米国特許第３，１９２，５５１号
に開示されるワイパーブレードが備えるバネ式のバック
ボーンは、先端部に近づくにつれて幅が狭くなるよう設
計されている。また、同出願には、先端部に近づくにつ
れて幅のみならず厚さが減少するバックボーンが開示さ
れている。これは、幅のみが減少するバックボーンに比
べ、先端部の柔軟性という点でさらに優れている。
【０００４】また、１９７７年６月１４日に特許が付与
された米国特許第４，０２８，７７０号には、プラスチ
ックを鋳型成形することにより形成される上述と略同様
の形状を有するワイパーブレードが開示されている。
された米国特許第４，０２８，７７０号には、プラスチ
ックを鋳型成形することにより形成される上述と略同様
の形状を有するワイパーブレードが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記米国特
許第３，１９２，５５１号では、その実施例において、
ワイパー装置の具体的な設計について十分開示されてお
らず、生産技術の限界もあり、好ましい結果に至ってい
ない。
許第３，１９２，５５１号では、その実施例において、
ワイパー装置の具体的な設計について十分開示されてお
らず、生産技術の限界もあり、好ましい結果に至ってい
ない。
【０００６】また、上記米国特許第４，０２８，７７０
号のワイパー装置も商業的見地では好結果を生まなかっ
た。これは、工業技術用プラスチックが高圧に曝された
際にすべての工業技術用プラスチックの特性として生じ
るクリープ問題が原因である。このようにクリープの問
題は、この種のプラスチック製のワイパーブレードが避
けられない問題であった。
号のワイパー装置も商業的見地では好結果を生まなかっ
た。これは、工業技術用プラスチックが高圧に曝された
際にすべての工業技術用プラスチックの特性として生じ
るクリープ問題が原因である。このようにクリープの問
題は、この種のプラスチック製のワイパーブレードが避
けられない問題であった。
【０００７】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、バネ式のバックボーンを主要構
成部材として有し、どんな材料を用いても、特にスチー
ル、あるいは他の金属で構成されたバックボーンにワイ
パーアームによって加えられる、バックボーンを直線化
する押圧力を分散させるバネ式のバックボーンを有する
ワイパー装置の提供を目的とする。
てなされたものであり、バネ式のバックボーンを主要構
成部材として有し、どんな材料を用いても、特にスチー
ル、あるいは他の金属で構成されたバックボーンにワイ
パーアームによって加えられる、バックボーンを直線化
する押圧力を分散させるバネ式のバックボーンを有する
ワイパー装置の提供を目的とする。
【０００８】
【０００９】本発明に係るワイパー装置は、１平面上に
彎曲し、弾性を有する柔軟な材料から形成された長尺状
のバックボーンと、バックボーンの長手方向の中途部に
形成され、バックボーンを押圧して変形を加える部材を
連結する連結機構部とを備え、バックボーンは、弾性係
数をＥとし、上記中途部から距離ｘ離れた点における上
記彎曲平面に直交するバックボーンの自由軸の断面の慣
性モーメントをＩ（ｘ）とし、上記点における上記彎曲
平面における圧力を加えない状態での曲率半径をＲ
（ｘ）とすると、上記点から上記バックボーンの少なく
とも一方の先端に向けて関数Ｍ（ｘ）
彎曲し、弾性を有する柔軟な材料から形成された長尺状
のバックボーンと、バックボーンの長手方向の中途部に
形成され、バックボーンを押圧して変形を加える部材を
連結する連結機構部とを備え、バックボーンは、弾性係
数をＥとし、上記中途部から距離ｘ離れた点における上
記彎曲平面に直交するバックボーンの自由軸の断面の慣
性モーメントをＩ（ｘ）とし、上記点における上記彎曲
平面における圧力を加えない状態での曲率半径をＲ
（ｘ）とすると、上記点から上記バックボーンの少なく
とも一方の先端に向けて関数Ｍ（ｘ）
【００１０】
【数４】
【００１１】の２階微分係数が実質上増加するように変
形可能な長手方向の断面と圧力を加えない状態での曲率
とを有する。本発明に係るワイパー装置は、バックボー
ンにワイパーブレードを取り付けることにより上述の課
題を解決する。
形可能な長手方向の断面と圧力を加えない状態での曲率
とを有する。本発明に係るワイパー装置は、バックボー
ンにワイパーブレードを取り付けることにより上述の課
題を解決する。
【００１２】また、本発明に係るワイパー装置では、バ
ックボーンの連結機構部がバックボーンの中心に位置す
る。あるいは、連結機構部は偏心位置に配設され、非対
称形のワイパーブレードを形成することにより上述の課
題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、バックボ
ーンの長手方向の各部に垂直に加えられた単位長さ当た
りの押圧力が連結機構部からバックボーン両端に向かっ
て増加させることにより上述の課題を解決する。
ックボーンの連結機構部がバックボーンの中心に位置す
る。あるいは、連結機構部は偏心位置に配設され、非対
称形のワイパーブレードを形成することにより上述の課
題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、バックボ
ーンの長手方向の各部に垂直に加えられた単位長さ当た
りの押圧力が連結機構部からバックボーン両端に向かっ
て増加させることにより上述の課題を解決する。
【００１３】本発明に係るワイパー装置は、バックボー
ンの長手方向の各部に加わる単位長さ当たりの押圧力を
両端に向かって等しく増加させることにより、上述の課
題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、バックボ
ーンの長手方向の各部に加わる単位長さ当たりの押圧力
を両端に向かって均一でない増加率で増加させることに
より上述の課題を解決する。
ンの長手方向の各部に加わる単位長さ当たりの押圧力を
両端に向かって等しく増加させることにより、上述の課
題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、バックボ
ーンの長手方向の各部に加わる単位長さ当たりの押圧力
を両端に向かって均一でない増加率で増加させることに
より上述の課題を解決する。
【００１４】本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数を連結機構部の位置からバックボ
ーンの両端に向かって増加させることにより上述の課題
を解決する。本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数を両端に向かって等しく増加させ
ることにより、上述の課題を解決する。
（ｘ）の２階微分係数を連結機構部の位置からバックボ
ーンの両端に向かって増加させることにより上述の課題
を解決する。本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数を両端に向かって等しく増加させ
ることにより、上述の課題を解決する。
【００１５】本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数を両端に向かって均一でない増加
率で増加させることにより上述の課題を解決する。本発
明に係るワイパー装置は、単位長さ当たりの押圧力がバ
ックボーンの少なくとも一端に向かって先端から所定の
距離にある点まで段階的に増加させ、該点から先端まで
を一定にすることにより上述の課題を解決する。
（ｘ）の２階微分係数を両端に向かって均一でない増加
率で増加させることにより上述の課題を解決する。本発
明に係るワイパー装置は、単位長さ当たりの押圧力がバ
ックボーンの少なくとも一端に向かって先端から所定の
距離にある点まで段階的に増加させ、該点から先端まで
を一定にすることにより上述の課題を解決する。
【００１６】本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数をバックボーンの少なくとも一端
に向かって先端から所定の距離にある点まで段階的に増
加させ、該点から先端までを一定にすることにより上述
の課題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、単位
長さ当たりの押圧力をバックボーンの少なくとも中心領
域において指数関数的に増加させることにより、上述の
課題を解決する。
（ｘ）の２階微分係数をバックボーンの少なくとも一端
に向かって先端から所定の距離にある点まで段階的に増
加させ、該点から先端までを一定にすることにより上述
の課題を解決する。本発明に係るワイパー装置は、単位
長さ当たりの押圧力をバックボーンの少なくとも中心領
域において指数関数的に増加させることにより、上述の
課題を解決する。
【００１７】本発明に係るワイパー装置は、Ａ及びＣを
定数とし、ｎを１より大として、連結機構部から距離ｘ
における単位長さ当たりの押圧力ｆ（ｘ）を、 ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ とすることにより、上述の課題を解決する。
定数とし、ｎを１より大として、連結機構部から距離ｘ
における単位長さ当たりの押圧力ｆ（ｘ）を、 ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ とすることにより、上述の課題を解決する。
【００１８】本発明に係るワイパー装置は、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分係数を指数関数的に増加させことによ
り、上述の課題を解決する。本発明に係るワイパー装置
は、Ａ及びＣを定数とし、ｎを１より大として、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分Ｍ″を、 Ｍ”＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ とすることにより、上述の課題を解決する。
（ｘ）の２階微分係数を指数関数的に増加させことによ
り、上述の課題を解決する。本発明に係るワイパー装置
は、Ａ及びＣを定数とし、ｎを１より大として、関数Ｍ
（ｘ）の２階微分Ｍ″を、 Ｍ”＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ とすることにより、上述の課題を解決する。
【００１９】本発明に係るワイパー装置は、上記ｎを３
より大にすることにより、上述の課題を解決する。本発
明に係るワイパー装置は、上記ｎを６より大にすること
により、上述の課題を解決する。
より大にすることにより、上述の課題を解決する。本発
明に係るワイパー装置は、上記ｎを６より大にすること
により、上述の課題を解決する。
【００２０】本発明に係るワイパー装置は、上記ｎを１
０より大にすることにより、上述の課題を解決する。本
発明に係るワイパー装置は、バックボーンが厚さｈを有
し、その厚さｈを連結機構部の位置からバックボーンの
少なくとも一端に向かって上記先端から所定の距離にあ
る点まで変化させ、該点から先端までの部分では一定に
することにより、上述の課題を解決する。
０より大にすることにより、上述の課題を解決する。本
発明に係るワイパー装置は、バックボーンが厚さｈを有
し、その厚さｈを連結機構部の位置からバックボーンの
少なくとも一端に向かって上記先端から所定の距離にあ
る点まで変化させ、該点から先端までの部分では一定に
することにより、上述の課題を解決する。
【００２１】本発明に係るワイパー装置は、上記点から
先端までの部分が少なくとも２０ｍｍの長さを有するこ
とにより、上述の課題を解決する。本発明に係るワイパ
ー装置は、１平面上に彎曲し、弾性を有する柔軟な材料
から形成された長尺状のバックボーンと、バックボーン
の長手方向の中途部に形成され、バックボーンを押圧し
て変形を加える部材を連結する連結機構部とを備え、バ
ックボーンは、長手方向の各部分の断面が長方形状であ
り、ｂx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の幅とし、
ｈx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の厚みとし、Ｒ
x を連結機構部から距離ｘ離れた部分の圧力を加えない
状態での曲率半径とし、Ｆを上記バックボーンを平面に
押し当てて上記バックボーンを直線状にするために上記
連結機構部に加えられる押圧力とし、Ｌを上記部分の長
さとし、Ｅを弾性係数として、長手方向の各部分におい
て
先端までの部分が少なくとも２０ｍｍの長さを有するこ
とにより、上述の課題を解決する。本発明に係るワイパ
ー装置は、１平面上に彎曲し、弾性を有する柔軟な材料
から形成された長尺状のバックボーンと、バックボーン
の長手方向の中途部に形成され、バックボーンを押圧し
て変形を加える部材を連結する連結機構部とを備え、バ
ックボーンは、長手方向の各部分の断面が長方形状であ
り、ｂx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の幅とし、
ｈx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の厚みとし、Ｒ
x を連結機構部から距離ｘ離れた部分の圧力を加えない
状態での曲率半径とし、Ｆを上記バックボーンを平面に
押し当てて上記バックボーンを直線状にするために上記
連結機構部に加えられる押圧力とし、Ｌを上記部分の長
さとし、Ｅを弾性係数として、長手方向の各部分におい
て
【００２２】
【数５】
【００２３】とすることにより上述の課題を解決する。
また、本発明に係るワイパー装置は、１平面上に彎曲
し、弾性を有する柔軟な材料から形成された長尺状のバ
ックボーンと、バックボーンの長手方向の中途部に形成
され、バックボーンを押圧して変形を加える部材を連結
する連結機構部とを備え、バックボーンは、長手方向の
各部分の断面が楕円形状であり、ｂx を連結機構部から
距離ｘ離れた部分の幅とし、ｈx を連結機構部から距離
ｘ離れた部分の厚みとし、Ｒx を連結機構部から距離ｘ
離れた部分の圧力を加えない状態での曲率半径とし、Ｆ
を上記バックボーンを平面に押し当てて上記バックボー
ンを直線状にするために上記連結機構部に加えられる押
圧力とし、Ｌを上記部分の長さとし、Ｅを弾性係数とし
て、長手方向の各部分において
また、本発明に係るワイパー装置は、１平面上に彎曲
し、弾性を有する柔軟な材料から形成された長尺状のバ
ックボーンと、バックボーンの長手方向の中途部に形成
され、バックボーンを押圧して変形を加える部材を連結
する連結機構部とを備え、バックボーンは、長手方向の
各部分の断面が楕円形状であり、ｂx を連結機構部から
距離ｘ離れた部分の幅とし、ｈx を連結機構部から距離
ｘ離れた部分の厚みとし、Ｒx を連結機構部から距離ｘ
離れた部分の圧力を加えない状態での曲率半径とし、Ｆ
を上記バックボーンを平面に押し当てて上記バックボー
ンを直線状にするために上記連結機構部に加えられる押
圧力とし、Ｌを上記部分の長さとし、Ｅを弾性係数とし
て、長手方向の各部分において
【００２４】
【数６】
【００２５】とすることにより上述の課題を解決する。
【００２６】
【作用】本発明により以下のものを構成要素として含む
ワイパー装置が提供される。すなわち、本発明に係るワ
イパー装置は、弾力性をもち柔軟な材料から形成され、
長手方向の長さの中間点に変形のための押圧力を加える
部材に連結するための連結機構部を有する彎曲した先細
形バックボーンを備える。
ワイパー装置が提供される。すなわち、本発明に係るワ
イパー装置は、弾力性をもち柔軟な材料から形成され、
長手方向の長さの中間点に変形のための押圧力を加える
部材に連結するための連結機構部を有する彎曲した先細
形バックボーンを備える。
【００２７】上記バックボーンは、平面に突き当てられ
た状態でバックボーンを直線状に伸ばすのに十分な力で
連結機構部に下向きの押圧力を加えると、バックボーン
の長手方向の長さに沿って横断面が適度に変化し、圧力
を加えない状態での適切な彎曲を形成する。単位長さ当
たりの押圧力は、上記平面に垂直に加えられ、連結機構
部から少なくともバックボーンの一方の先端に向かって
増加する。
た状態でバックボーンを直線状に伸ばすのに十分な力で
連結機構部に下向きの押圧力を加えると、バックボーン
の長手方向の長さに沿って横断面が適度に変化し、圧力
を加えない状態での適切な彎曲を形成する。単位長さ当
たりの押圧力は、上記平面に垂直に加えられ、連結機構
部から少なくともバックボーンの一方の先端に向かって
増加する。
【００２８】上記バックボーンは、１平面上に彎曲でき
る。さらに本発明により、以下のものを含むワイパー装
置が提供される。すなわち、本発明に係るワイパー装置
は、１平面上に彎曲し、弾力性を有する柔軟な材料で形
成され、長手方向の長さの中間点に変形のための押圧力
を加える部材に連結するための連結機構部を有する先細
形のバックボーンを備え、上記バックボーンは、長手方
向の長さに沿って横断面が適度に変化し、圧力を加えな
い状態での適切な彎曲を形成し、関数Ｍ（ｘ）の２階微
分係数は、上記中間点からバックボーンの少なくとも一
方の先端に向かって増加する。ここで、弾性係数をＥ、
上記中間点から距離ｘにおいて、彎曲を横断する中立軸
に関する上記バックボーンの横断面の慣性モーメントを
Ｉ（ｘ）、距離ｘにおいての彎曲面でのバックボーンの
圧力を加えない状態での曲率半径をＲ（ｘ）として、関
数Ｍ（ｘ）は、
る。さらに本発明により、以下のものを含むワイパー装
置が提供される。すなわち、本発明に係るワイパー装置
は、１平面上に彎曲し、弾力性を有する柔軟な材料で形
成され、長手方向の長さの中間点に変形のための押圧力
を加える部材に連結するための連結機構部を有する先細
形のバックボーンを備え、上記バックボーンは、長手方
向の長さに沿って横断面が適度に変化し、圧力を加えな
い状態での適切な彎曲を形成し、関数Ｍ（ｘ）の２階微
分係数は、上記中間点からバックボーンの少なくとも一
方の先端に向かって増加する。ここで、弾性係数をＥ、
上記中間点から距離ｘにおいて、彎曲を横断する中立軸
に関する上記バックボーンの横断面の慣性モーメントを
Ｉ（ｘ）、距離ｘにおいての彎曲面でのバックボーンの
圧力を加えない状態での曲率半径をＲ（ｘ）として、関
数Ｍ（ｘ）は、
【００２９】
【数７】
【００３０】で表される。本発明に係るワイパー装置
は、バックボーンに装着されたワイパーブレードを備
え、ワイパーブレードは、上述の十分な押圧力によっ
て、一平面に接触した状態で直線化される。
は、バックボーンに装着されたワイパーブレードを備
え、ワイパーブレードは、上述の十分な押圧力によっ
て、一平面に接触した状態で直線化される。
【００３１】上記バックボーンは凹側と凸側とを有し、
ワイパーブレードは凹側に取り付けられ、ワイパーブレ
ードを変形させる押圧力は凸側に加えられることは、当
業者にとって明らかである。バックボーンの材料は、例
えばバネ鋼等が好適であり、単層板若しくは積層板とし
て形成することができる。
ワイパーブレードは凹側に取り付けられ、ワイパーブレ
ードを変形させる押圧力は凸側に加えられることは、当
業者にとって明らかである。バックボーンの材料は、例
えばバネ鋼等が好適であり、単層板若しくは積層板とし
て形成することができる。
【００３２】連結機構部は、中心部に設けてもよく、或
いはワイパー装置を非対称形としてもよい。長手方向の
各部に加わる力は、バックボーンの一方の先端のみに向
かって増加するようにしてもよいが、好ましくは、両方
の先端に向かって増加させる。さらに、長手方向の各部
に加わる力は、少なくとも一方の先端に向かって均一に
増加するものとしても良く、この増加を不均一なものと
してもよい。同様に、関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数は、
連結機構部から一方の、又は両方の先端に向かって増加
させる。このときの増加も、均一なものであってもよ
く、不均一なものであってもよい。
いはワイパー装置を非対称形としてもよい。長手方向の
各部に加わる力は、バックボーンの一方の先端のみに向
かって増加するようにしてもよいが、好ましくは、両方
の先端に向かって増加させる。さらに、長手方向の各部
に加わる力は、少なくとも一方の先端に向かって均一に
増加するものとしても良く、この増加を不均一なものと
してもよい。同様に、関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数は、
連結機構部から一方の、又は両方の先端に向かって増加
させる。このときの増加も、均一なものであってもよ
く、不均一なものであってもよい。
【００３３】また、本発明に係るワイパー装置におい
て、バックボーンの長手方向の各部に加わる力及び関数
Ｍ（ｘ）の２階微分係数は、バックボーンの両方の先端
の僅かに手前の各点まで漸次増加し、各点から各先端ま
では均一なものとなる。すなわち、各点から各先端部ま
での長手方向の各部に加わる力及び２階微分係数は一定
の値をとり、又は、バックボーンの先端において長手方
向の各部に加わる力及び２階微分係数は、一定の値から
ゼロに減少する。
て、バックボーンの長手方向の各部に加わる力及び関数
Ｍ（ｘ）の２階微分係数は、バックボーンの両方の先端
の僅かに手前の各点まで漸次増加し、各点から各先端ま
では均一なものとなる。すなわち、各点から各先端部ま
での長手方向の各部に加わる力及び２階微分係数は一定
の値をとり、又は、バックボーンの先端において長手方
向の各部に加わる力及び２階微分係数は、一定の値から
ゼロに減少する。
【００３４】長手方向の各部に加わる力は、少なくとも
バックボーンの中心領域において、指数関数的に増加す
る。連結機構部から距離ｘ離れた点の単位長さ当たりの
押圧力ｆ（ｘ）は、Ａ及びＣを定数とし、ｎを１より大
として、 ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ と表すことができる。
バックボーンの中心領域において、指数関数的に増加す
る。連結機構部から距離ｘ離れた点の単位長さ当たりの
押圧力ｆ（ｘ）は、Ａ及びＣを定数とし、ｎを１より大
として、 ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ と表すことができる。
【００３５】ｎは少なくとも３より大であることが好ま
しく、通常少なくとも６より大であり、さらに好ましく
は約１０である。当業者は、バックボーンの長手方向の
各部の横断面から、各部の慣性モーメントＩ（ｘ）を求
めることができる。バックボーンは通常、長方形又は楕
円形の断面形状を有している。故に、バックボーンは、
通常幅と厚みを有している。幅方向は彎曲平面に直交
し、厚さ方向は彎曲平面上にある。
しく、通常少なくとも６より大であり、さらに好ましく
は約１０である。当業者は、バックボーンの長手方向の
各部の横断面から、各部の慣性モーメントＩ（ｘ）を求
めることができる。バックボーンは通常、長方形又は楕
円形の断面形状を有している。故に、バックボーンは、
通常幅と厚みを有している。幅方向は彎曲平面に直交
し、厚さ方向は彎曲平面上にある。
【００３６】バックボーンの厚さは、連結機構部から両
先端に向かい先端からから所定の距離手前まで減少し、
そこから先端までは一定である。この先端部分の長さ
は、少なくとも２０ｍｍである。長方形状の断面を有す
るバックボーンの長手方向の各部において、先端からの
距離をｘとし、距離ｘの点における幅をｂx とし、距離
ｘの点における厚さをｈx とすると関数Ｍ（ｘ）は、
先端に向かい先端からから所定の距離手前まで減少し、
そこから先端までは一定である。この先端部分の長さ
は、少なくとも２０ｍｍである。長方形状の断面を有す
るバックボーンの長手方向の各部において、先端からの
距離をｘとし、距離ｘの点における幅をｂx とし、距離
ｘの点における厚さをｈx とすると関数Ｍ（ｘ）は、
【００３７】
【数８】
【００３８】となる。このように、長方形状の断面を有
するバックボーンについて、幅と厚さを所定の方法で変
化させることにより、曲率半径が変化し、関数Ｍ（ｘ）
及びその２階微分係数が望ましい形で変化する。
するバックボーンについて、幅と厚さを所定の方法で変
化させることにより、曲率半径が変化し、関数Ｍ（ｘ）
及びその２階微分係数が望ましい形で変化する。
【００３９】楕円形の断面を有するバックボーンの場
合、関数Ｍ（ｘ）は、
合、関数Ｍ（ｘ）は、
【００４０】
【数９】
【００４１】と表される。バックボーンがその他の断面
形状を有する場合、関数Ｍ（ｘ）は、周知の数学的手法
で表すことができる。関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数と単
位長さ当たりの押圧力との間に相関関係があることは、
当業者にとって自明である。したがって、関数Ｍ（ｘ）
の２階微分係数は、上述の単位長さ当たりの押圧力につ
いて説明した方法と同じ方法で変化する。
形状を有する場合、関数Ｍ（ｘ）は、周知の数学的手法
で表すことができる。関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数と単
位長さ当たりの押圧力との間に相関関係があることは、
当業者にとって自明である。したがって、関数Ｍ（ｘ）
の２階微分係数は、上述の単位長さ当たりの押圧力につ
いて説明した方法と同じ方法で変化する。
【００４２】さらに、幅、厚さ及び曲率半径によってバ
ックボーンのその他の特性も特定される。そして、バッ
クボーンの曲率半径により、そのバックボーンを備える
ワイパー装置に有効に掃拭されるフロントガラスの曲率
半径の範囲が求められる。したがって、フロントガラス
のある部分の曲率半径が、その面を通過するバックボー
ンの一部の曲率半径より大きい場合、ワイパー装置はそ
の部分を有効に掃拭できない。
ックボーンのその他の特性も特定される。そして、バッ
クボーンの曲率半径により、そのバックボーンを備える
ワイパー装置に有効に掃拭されるフロントガラスの曲率
半径の範囲が求められる。したがって、フロントガラス
のある部分の曲率半径が、その面を通過するバックボー
ンの一部の曲率半径より大きい場合、ワイパー装置はそ
の部分を有効に掃拭できない。
【００４３】同様に、幅及び厚さはワイパー装置の硬さ
を決定する。バックボーンの先端が細すぎると、その部
分が脆弱になり壊れやすい。関数Ｍ（ｘ）がバックボー
ンの曲げモーメントであることは、当業者にとって明ら
かである。
を決定する。バックボーンの先端が細すぎると、その部
分が脆弱になり壊れやすい。関数Ｍ（ｘ）がバックボー
ンの曲げモーメントであることは、当業者にとって明ら
かである。
【００４４】さらに、彎曲したバックボーンに加わる負
荷が一様である場合、すなわち、バックボーンが平面に
押し当てられたとき長手方向の各部に加わる単位長さ当
たりの押圧力が一定である場合、バックボーンを平面に
押し当てた状態でバックボーンを直線化するために加え
られる力の総量をＦとし、バックボーンの長さをＬとす
ると、曲げモーメントＭ（ｘ）は、
荷が一様である場合、すなわち、バックボーンが平面に
押し当てられたとき長手方向の各部に加わる単位長さ当
たりの押圧力が一定である場合、バックボーンを平面に
押し当てた状態でバックボーンを直線化するために加え
られる力の総量をＦとし、バックボーンの長さをＬとす
ると、曲げモーメントＭ（ｘ）は、
【００４５】
【数１０】
【００４６】となる。このように直線状にされるバック
ボーンに関して、バックボーンの少なくとも一部分の各
点において、
ボーンに関して、バックボーンの少なくとも一部分の各
点において、
【００４７】
【数１１】
【００４８】であるならば、単位長さ当たりの力はバッ
クボーンのその一部分について長手方向に沿って連結機
構部から先端に向かって増加する。同様に、楕円形の断
面を有するバックボーンについても、
クボーンのその一部分について長手方向に沿って連結機
構部から先端に向かって増加する。同様に、楕円形の断
面を有するバックボーンについても、
【００４９】
【数１２】
【００５０】であるならば、単位長さ当たりに加わる負
荷は、長手方向に沿って連結機構部から先端に向かって
増加する。実用上、バックボーンの先端付近の曲率半径
は一定で、先端は直線状である方がよい。
荷は、長手方向に沿って連結機構部から先端に向かって
増加する。実用上、バックボーンの先端付近の曲率半径
は一定で、先端は直線状である方がよい。
【００５１】
【実施例】次に、本発明に係るワイパー装置を図面を用
いて説明する。本発明を適用したワイパー装置は、図１
乃至図３に示すように、バネ式のバックボーン１０及び
ブレード１２を備える。バックボーン１０の中央部には
コネクタ１４が設けられており、これによりこのワイパ
ー装置は、図示しないスプリングが取り付けられたワイ
パーアームに取り外し可能に取り付けられる。このコネ
クタ１４は、ワイパー装置をワイパーアームに取り付け
るものであれば、如何なる形式のものでもよい。バック
ボーン１０は、図には示していないが、ブレード１２を
確実にバックボーン１０に取り付けるための連結機構部
を有している。
いて説明する。本発明を適用したワイパー装置は、図１
乃至図３に示すように、バネ式のバックボーン１０及び
ブレード１２を備える。バックボーン１０の中央部には
コネクタ１４が設けられており、これによりこのワイパ
ー装置は、図示しないスプリングが取り付けられたワイ
パーアームに取り外し可能に取り付けられる。このコネ
クタ１４は、ワイパー装置をワイパーアームに取り付け
るものであれば、如何なる形式のものでもよい。バック
ボーン１０は、図には示していないが、ブレード１２を
確実にバックボーン１０に取り付けるための連結機構部
を有している。
【００５２】ワイパー装置のバネ式のバックボーン１０
は、例えばバネ鋼からなり、中心部から自由端すなわち
先端部に近づくに従って、幅及び厚さが減少するよう形
成されている。バックボーンは長手方向の各点において
所定の曲率半径で厚み方向に彎曲している。すなわち、
バックボーン１０は、図２の図面の紙面と同一平面にお
いて彎曲している。バックボーン１０の断面は、長方形
状であることが望ましいが、如何なる形状であってもよ
い。本発明を適用したワイパー装置においては、バック
ボーン１０の幅、厚み及び曲率半径は、長手方向の各点
において最適な値に形成され、これによりワイパー装置
使用時に、その先端部を平面に当接させた状態で、図１
に示すバックボーン１０を直線化するのに必要な押圧力
Ｆを加えたとき、厚み方向に加わる力がワイパー装置の
両先端部に近づくにつれて増大するように押圧力Ｆを長
手方向に分散させている。図１に示す押圧力Ｆは、バッ
クボーン１０を直線化する、すなわちブレード１２を完
全に機能させるに十分な力である。
は、例えばバネ鋼からなり、中心部から自由端すなわち
先端部に近づくに従って、幅及び厚さが減少するよう形
成されている。バックボーンは長手方向の各点において
所定の曲率半径で厚み方向に彎曲している。すなわち、
バックボーン１０は、図２の図面の紙面と同一平面にお
いて彎曲している。バックボーン１０の断面は、長方形
状であることが望ましいが、如何なる形状であってもよ
い。本発明を適用したワイパー装置においては、バック
ボーン１０の幅、厚み及び曲率半径は、長手方向の各点
において最適な値に形成され、これによりワイパー装置
使用時に、その先端部を平面に当接させた状態で、図１
に示すバックボーン１０を直線化するのに必要な押圧力
Ｆを加えたとき、厚み方向に加わる力がワイパー装置の
両先端部に近づくにつれて増大するように押圧力Ｆを長
手方向に分散させている。図１に示す押圧力Ｆは、バッ
クボーン１０を直線化する、すなわちブレード１２を完
全に機能させるに十分な力である。
【００５３】長手方向の各点における最適な押圧力の分
布を図４に示す。各変数の示すものは以下の通りであ
る。 Ｆ ＝ ワイパーアームによってワイパー装置に加
えられる押圧力（Ｎ）。
布を図４に示す。各変数の示すものは以下の通りであ
る。 Ｆ ＝ ワイパーアームによってワイパー装置に加
えられる押圧力（Ｎ）。
【００５４】ｆ（ｘ）＝ −ＸLMAXとＸLMAX間の長手方
向の各点に加わる力（Ｎ／ｍ）の分布。 Ｂ ＝ 先端部に加えることが可能な最大負荷（Ｎ
／ｍ）。 ＸLMAX ＝ 負荷が加えられる点の中心からの距離
（ｍ）。
向の各点に加わる力（Ｎ／ｍ）の分布。 Ｂ ＝ 先端部に加えることが可能な最大負荷（Ｎ
／ｍ）。 ＸLMAX ＝ 負荷が加えられる点の中心からの距離
（ｍ）。
【００５５】ＤXLMAX ＝ 最大負荷が加えられる先端部
からの距離。 Ｌ ＝ ブレードの長さ。 本実施例では、各変数を以下の値としている。 Ｆ ＝ ６．９７５Ｎ Ｌ ＝ ０．４５ｍ ＤXLMAX ＝ ０．０２ｍよってＸLAMX＝０．２０５ｍ Ｂ ＝ ３４．１Ｎ／ｍ −ＸLMAXとＸLMAX間の力の分布は、ｎ＝１０として ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ ・・・（１） で示される。
からの距離。 Ｌ ＝ ブレードの長さ。 本実施例では、各変数を以下の値としている。 Ｆ ＝ ６．９７５Ｎ Ｌ ＝ ０．４５ｍ ＤXLMAX ＝ ０．０２ｍよってＸLAMX＝０．２０５ｍ Ｂ ＝ ３４．１Ｎ／ｍ −ＸLMAXとＸLMAX間の力の分布は、ｎ＝１０として ｆ（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n ＋Ｃ ・・・（１） で示される。
【００５６】式（１）における係数Ａは以下の式により
決定される。
決定される。
【００５７】
【数１３】
【００５８】式（２）は、力の分布が力の総量Ｆに釣り
合っている状態を示す。上述のように、バックボーン末
端部における力の分布は定数（Ｂ）である。さらに上述
のように、図４には示していないが、先端部に近づくほ
ど加わる負荷が減少する。上述のように加える負荷を増
加させるためには、バネ式のバックボーン１０の厚さを
長手方向のどの点においても以下の式と合致させる必要
がある。
合っている状態を示す。上述のように、バックボーン末
端部における力の分布は定数（Ｂ）である。さらに上述
のように、図４には示していないが、先端部に近づくほ
ど加わる負荷が減少する。上述のように加える負荷を増
加させるためには、バネ式のバックボーン１０の厚さを
長手方向のどの点においても以下の式と合致させる必要
がある。
【００５９】
【数１４】
【００６０】この式は、長方形状の断面をもつバックボ
ーンに関するものである。しかしながら、さらなる実験
の結果、本発明を適用したバックボーンは、上述のよう
に、長方形以外の断面を有してもよく、この場合の方が
長方形状の断面を有するバックボーンより良好な特性を
示すこともあることが見出された。この場合、式を断面
の形状に適合するように修正する必要がある。例えば、
バックボーンの断面が楕円形状である場合の式は以下の
通りである。
ーンに関するものである。しかしながら、さらなる実験
の結果、本発明を適用したバックボーンは、上述のよう
に、長方形以外の断面を有してもよく、この場合の方が
長方形状の断面を有するバックボーンより良好な特性を
示すこともあることが見出された。この場合、式を断面
の形状に適合するように修正する必要がある。例えば、
バックボーンの断面が楕円形状である場合の式は以下の
通りである。
【００６１】
【数１５】
【００６２】ブレード１２は適切なゴム或いは弾性を有
する高分子を材料として形成され、本実施例においては
図３に示すような断面の形状を有する。しかしながら、
ブレード１２の断面の形状は、長手方向の各点において
必要に応じて変化させることができる。
する高分子を材料として形成され、本実施例においては
図３に示すような断面の形状を有する。しかしながら、
ブレード１２の断面の形状は、長手方向の各点において
必要に応じて変化させることができる。
【００６３】例１ 本実施例のバックボーンは、バネ鋼を材料とし、長方形
状の断面を有する。このバックボーンは、先端方向に向
かって加わる負荷が増加するように形成され、ねじりに
対する剛性を有し、概ね下記に示すような特性を有して
いる。
状の断面を有する。このバックボーンは、先端方向に向
かって加わる負荷が増加するように形成され、ねじりに
対する剛性を有し、概ね下記に示すような特性を有して
いる。
【００６４】
【表１】
【００６５】バックボーンの厚さ及び幅は、中心から先
端に向かって直線的に減少するよう形成されている。上
述のように、バックボーンを平面に押圧したときにバッ
クボーンに加わる負荷は、図４に示すように先端方向に
向かって増加する必要がある。
端に向かって直線的に減少するよう形成されている。上
述のように、バックボーンを平面に押圧したときにバッ
クボーンに加わる負荷は、図４に示すように先端方向に
向かって増加する必要がある。
【００６６】このような特性を有する負荷を実現するた
めの彎曲は、以下の方法により求められる。上記の式１
を用い、ｘ＝ＸLMAXの点において、ｆ（ｘ）＝Ｂとなる
まで、図４に示す変数Ｃが繰り返し計算される。この例
では、 Ｃ＝１１．６４Ｎ／ｍ である。
めの彎曲は、以下の方法により求められる。上記の式１
を用い、ｘ＝ＸLMAXの点において、ｆ（ｘ）＝Ｂとなる
まで、図４に示す変数Ｃが繰り返し計算される。この例
では、 Ｃ＝１１．６４Ｎ／ｍ である。
【００６７】このようにＣの値が求められると、さらに
式２からＡを求めることができる。Ａの値はおよそ１７
１ ３００ ０００ Ｎ／ｍ11である。基本的な材料強
度理論によれば、Ｌ／２＞｜ｘ｜＞ＸLMAXにおける曲げ
モーメントの式は、以下の通りである。
式２からＡを求めることができる。Ａの値はおよそ１７
１ ３００ ０００ Ｎ／ｍ11である。基本的な材料強
度理論によれば、Ｌ／２＞｜ｘ｜＞ＸLMAXにおける曲げ
モーメントの式は、以下の通りである。
【００６８】
【数１６】
【００６９】標準的な材料強度理論に基づく式を微分す
ることにより、以下に示すように、ｘ＜ＸLMAXにおける
曲げモーメントの式が求められる。
ることにより、以下に示すように、ｘ＜ＸLMAXにおける
曲げモーメントの式が求められる。
【００７０】
【数１７】
【００７１】ここで、Ｙ＝ＸLMAXである。バックボーン
の長手方向の各点ｘにおける曲率半径Ｒは、以下の式に
より求められる。
の長手方向の各点ｘにおける曲率半径Ｒは、以下の式に
より求められる。
【００７２】
【数１８】
【００７３】ここで、Ｉ（ｘ）は、位置ｘおける断面の
慣性モーメント、Ｅは弾性係数（ヤング係数）、関数Ｍ
（ｘ）は、位置ｘの値に基づいて式（３）又は式（４）
から求められる変数である。そして、式（５）を用いて
図６に示すような曲率半径が求められる。
慣性モーメント、Ｅは弾性係数（ヤング係数）、関数Ｍ
（ｘ）は、位置ｘの値に基づいて式（３）又は式（４）
から求められる変数である。そして、式（５）を用いて
図６に示すような曲率半径が求められる。
【００７４】ここで例示するバックボーンは、先端から
４５ｍｍ以内の部分を除くすべての点ｘにおいて、図５
に示す彎曲の要件を満たしている。すなわち、式（５）
により決定される曲率半径Ｒ（ｘ）は必要とされる曲率
半径より小さい。例２ 上述の例では、断面が長方形状であって、幅及び厚さが
中心から先端に向かって直線的に減少する形状のバック
ボーンを有するワイパー装置を示した。しかし、先に述
べたように、バックボーンの先端部付近の厚みを一定と
してもよい。本発明を適用したバックボーンの寸法等を
以下に示す。
４５ｍｍ以内の部分を除くすべての点ｘにおいて、図５
に示す彎曲の要件を満たしている。すなわち、式（５）
により決定される曲率半径Ｒ（ｘ）は必要とされる曲率
半径より小さい。例２ 上述の例では、断面が長方形状であって、幅及び厚さが
中心から先端に向かって直線的に減少する形状のバック
ボーンを有するワイパー装置を示した。しかし、先に述
べたように、バックボーンの先端部付近の厚みを一定と
してもよい。本発明を適用したバックボーンの寸法等を
以下に示す。
【００７５】
【表２】
【００７６】バックボーンの幅は中心から先端の方向に
向かって直線的に減少する。また、厚さは中心から中心
より１７５ｍｍの位置に向かって直線的に減少し、その
位置から先端までの４５ｍｍの間は一定である。変数を
このように定めることにより、以下の結果が得られる。
向かって直線的に減少する。また、厚さは中心から中心
より１７５ｍｍの位置に向かって直線的に減少し、その
位置から先端までの４５ｍｍの間は一定である。変数を
このように定めることにより、以下の結果が得られる。
【００７７】 Ｃ＝１２．８５Ｎ／ｍ Ａ＝１０２ ０００ ０００ Ｎ／ｍ11（概算） 上記の値により式（３）、（４）、（５）から以下のよ
うな曲率半径が得られる。
うな曲率半径が得られる。
【００７８】
【表３】
【００７９】このワイパー装置の曲率半径を図７に示
す。例３ さらに、上述したが、長方形状のバックボーンは、連結
部を中心部以外の部分に設けて非対称形とし、両端に加
わる負荷が異なるようにしてもよい。本発明を適用バッ
クボーンの寸法等の値を以下に示す。
す。例３ さらに、上述したが、長方形状のバックボーンは、連結
部を中心部以外の部分に設けて非対称形とし、両端に加
わる負荷が異なるようにしてもよい。本発明を適用バッ
クボーンの寸法等の値を以下に示す。
【００８０】 Ｆ ＝ ６．３Ｎ Ｌ ＝ ４５ｃｍｓ である。連結部は幾何学的中心部から長手方向にバック
ボーンの一方の端部にむけて１３ｍｍずれた位置に設け
られる。したがって、連結部から一方の先端までの長さ
は２３８ｍｍとなり、他方の先端までの長さは２１２ｍ
ｍとなる。
ボーンの一方の端部にむけて１３ｍｍずれた位置に設け
られる。したがって、連結部から一方の先端までの長さ
は２３８ｍｍとなり、他方の先端までの長さは２１２ｍ
ｍとなる。
【００８１】まず、連結部と先端までの長さが短い側に
ついて説明する。この短い側に加わる力の総量は３．２
Ｎである。仮に、対称形の架空のバックボーンを想定す
ると Ｆ ＝ ２・３．２Ｎ ＝６．４Ｎ となる。短い部分の長さは２１２ｍｍなので、架空のバ
ックボーンに関しては、
ついて説明する。この短い側に加わる力の総量は３．２
Ｎである。仮に、対称形の架空のバックボーンを想定す
ると Ｆ ＝ ２・３．２Ｎ ＝６．４Ｎ となる。短い部分の長さは２１２ｍｍなので、架空のバ
ックボーンに関しては、
【００８２】
【表４】
【００８３】になる。このようにバックボーンの短い方
の部分の幅は先端に向かって一律に減少している。厚さ
は連結部から１６７ｍｍ離れた位置まで一律に減少し、
その位置から先端までの４５ｍｍの部分においては一定
である。
の部分の幅は先端に向かって一律に減少している。厚さ
は連結部から１６７ｍｍ離れた位置まで一律に減少し、
その位置から先端までの４５ｍｍの部分においては一定
である。
【００８４】変数を上述のように定めることにより、ブ
レードの短い部分おけるＣ及びＡは、以下に示すものに
なる。 Ｃ ＝ １３．１Ｎ／ｍ Ａ ＝ ２３６ ０００ ０００ Ｎ／ｍ11（概算） これらの値を用いると、式（３）、（４）、（５）から
以下に示すような曲率半径が求められる。
レードの短い部分おけるＣ及びＡは、以下に示すものに
なる。 Ｃ ＝ １３．１Ｎ／ｍ Ａ ＝ ２３６ ０００ ０００ Ｎ／ｍ11（概算） これらの値を用いると、式（３）、（４）、（５）から
以下に示すような曲率半径が求められる。
【００８５】
【表５】
【００８６】次にバックボーンの長い方の部分について
説明する。バックボーンの長い方の部分に加えられる力
の総量は３．１Ｎである。したがって対称形の架空のバ
ックボーンを想定すると、そのバックボーンに加わる力
は、 Ｆ ＝ ２・３．１Ｎ＝６．２Ｎ となる。
説明する。バックボーンの長い方の部分に加えられる力
の総量は３．１Ｎである。したがって対称形の架空のバ
ックボーンを想定すると、そのバックボーンに加わる力
は、 Ｆ ＝ ２・３．１Ｎ＝６．２Ｎ となる。
【００８７】長い部分の長さは２３８ｍｍである。した
がって架空の対称形のバックボーンの寸法等は、以下の
通りである。
がって架空の対称形のバックボーンの寸法等は、以下の
通りである。
【００８８】
【表６】
【００８９】このようにバックボーンの長い方の部分の
幅は連結部から先端に向かって一律に減少する。厚さは
連結部から１９３ｍｍ離れた位置まで一律に減少し、そ
の位置から先端までの４５ｍｍの部分では一定である。
この例においては、長い方の部分には一律の負荷がかか
るので、変数を上述のように定めることにより、長い部
分のＣとＡは以下に示すものとなる。
幅は連結部から先端に向かって一律に減少する。厚さは
連結部から１９３ｍｍ離れた位置まで一律に減少し、そ
の位置から先端までの４５ｍｍの部分では一定である。
この例においては、長い方の部分には一律の負荷がかか
るので、変数を上述のように定めることにより、長い部
分のＣとＡは以下に示すものとなる。
【００９０】 Ｃ ＝ １３．１Ｎ／ｍ Ａ ＝ ０Ｎ／ｍ11 さらに、前例のように上記の値を用いて、以下の曲率半
径が求められる。
径が求められる。
【００９１】
【表７】
【００９２】このようなワイパー装置の曲率半径を図８
に示す。第１及び第２の例について、バックボーンが直
線化されるときに垂直に加えられる単位長さ当たりの押
圧力は、−ＸLMAXからＸLMAXの間で、中心から先端に掛
けて実質的に増大する。また関数Ｍ（ｘ）の２階微分係
数も増大する。さらに、すべての位置において、
に示す。第１及び第２の例について、バックボーンが直
線化されるときに垂直に加えられる単位長さ当たりの押
圧力は、−ＸLMAXからＸLMAXの間で、中心から先端に掛
けて実質的に増大する。また関数Ｍ（ｘ）の２階微分係
数も増大する。さらに、すべての位置において、
【００９３】
【数１９】
【００９４】である。これは第３の例の短い方の部分に
関しても当てはまる。本発明は、上記実施例のみに限定
されるものではない。例えば、ワイパー装置のバックボ
ーンは必ずしも中心から両端に向かって一律に細くなる
必要はなく、例えばある種のフロントガラスに用いられ
る場合、ブレードの負荷の分布を一端のみにむかって増
大させることもある。さらに、上記からわかるように、
ブレード１２のガラスをぬぐう角度をブレードの長さに
わたって一定に保つには、分散された負荷を、ブレード
の先端部分において制限する必要がある。
関しても当てはまる。本発明は、上記実施例のみに限定
されるものではない。例えば、ワイパー装置のバックボ
ーンは必ずしも中心から両端に向かって一律に細くなる
必要はなく、例えばある種のフロントガラスに用いられ
る場合、ブレードの負荷の分布を一端のみにむかって増
大させることもある。さらに、上記からわかるように、
ブレード１２のガラスをぬぐう角度をブレードの長さに
わたって一定に保つには、分散された負荷を、ブレード
の先端部分において制限する必要がある。
【００９５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のワイパー装置によれば、弾性を有する柔軟な材料で
構成され、変形のための押圧力を加える部材に連結する
連結機構部を長手方向の長さの中間点に有する彎曲した
先細形バックボーンを備え、そのバックボーンを平面に
押し当てた状態で、連結機構部にバックボーンを直線化
するのに十分な力を垂直に加えると、バックボーンの連
結機構部から少なくとも一方の先端に向かって増加する
単位長さ当たりの力によって、適度に変化する断面と圧
力を加えない状態での適切な彎曲を有することにより、
バネ式のバックボーンを主要構成部材として、どんな材
料を用いても、特にスチール、あるいは他の金属で構成
されたバックボーンであってもバネ式のバックボーンを
有するブレードの改良を行うことができ、ワイパーアー
ムによって加えられた下向きの力を分散させることがで
きる。
明のワイパー装置によれば、弾性を有する柔軟な材料で
構成され、変形のための押圧力を加える部材に連結する
連結機構部を長手方向の長さの中間点に有する彎曲した
先細形バックボーンを備え、そのバックボーンを平面に
押し当てた状態で、連結機構部にバックボーンを直線化
するのに十分な力を垂直に加えると、バックボーンの連
結機構部から少なくとも一方の先端に向かって増加する
単位長さ当たりの力によって、適度に変化する断面と圧
力を加えない状態での適切な彎曲を有することにより、
バネ式のバックボーンを主要構成部材として、どんな材
料を用いても、特にスチール、あるいは他の金属で構成
されたバックボーンであってもバネ式のバックボーンを
有するブレードの改良を行うことができ、ワイパーアー
ムによって加えられた下向きの力を分散させることがで
きる。
【００９６】また、上記バックボーンの圧力を加えない
状態での曲率半径を決定する関数の２階微分係数の増加
の率を所定の関数及び各種パラメータの条件関係に応じ
て増加させたり、連結機構部が中心に位置や中心の近傍
に位置に設けたりすることにより、上記バックボーンを
直線化するために必要な下向きの力と同じ大きさの力を
上記バックボーンの中間部に負荷をかけたとき、長手方
向の力を分散させると共に、バックボーンの少なくとも
一端に向かって増加させることができる。
状態での曲率半径を決定する関数の２階微分係数の増加
の率を所定の関数及び各種パラメータの条件関係に応じ
て増加させたり、連結機構部が中心に位置や中心の近傍
に位置に設けたりすることにより、上記バックボーンを
直線化するために必要な下向きの力と同じ大きさの力を
上記バックボーンの中間部に負荷をかけたとき、長手方
向の力を分散させると共に、バックボーンの少なくとも
一端に向かって増加させることができる。
【図１】本発明のワイパー装置の斜視図である。
【図２】図１に示すワイパー装置の、圧力が加えられて
いない状態における側面図である。
いない状態における側面図である。
【図３】ワイパー装置を一方の先端から見た正面図であ
る。
る。
【図４】図１乃至図３のワイパー装置が平面に押し当て
られた状態で押圧されたときに分散される単位長さ当た
りの力の分布図である。
られた状態で押圧されたときに分散される単位長さ当た
りの力の分布図である。
【図５】典型的な彎曲をもつフロントガラス上を十分掃
拭するするためにブレードが充たすべき彎曲の要件を示
すグラフである。
拭するするためにブレードが充たすべき彎曲の要件を示
すグラフである。
【図６】圧力を加えない状態における図１及び図２のワ
イパー装置の曲率半径の変化量を示すグラフである。
イパー装置の曲率半径の変化量を示すグラフである。
【図７】先端付近の厚さが一定にされた対称形のバック
ボーンを有するワイパー装置の別の実施例における曲率
半径の変化量を示すグラフである。
ボーンを有するワイパー装置の別の実施例における曲率
半径の変化量を示すグラフである。
【図８】先端付近の厚さが一定にされた非対称形のバッ
クボーンを有するワイパー装置のさらに別の実施例にお
ける曲率半径の変化量を示すグラフである。
クボーンを有するワイパー装置のさらに別の実施例にお
ける曲率半径の変化量を示すグラフである。
１０・・・バックボーン １２・・・ブレード １４・・・コネクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイドリアン・レティーフ・スワンポー ル 南アフリカ共和国 トランスバール プ ロバンス プレトリア ウォータークル ーフ リッジ アリーズ ストリート 309 (56)参考文献 米国特許3192551（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60S 1/38
Claims (17)
- 【請求項１】 １平面上に彎曲し、弾性を有する柔軟な
材料から形成された長尺状のバックボーンと、 上記バックボーンの長手方向の中途部に形成され、上記
バックボーンを押圧して変形を加える部材を連結する連
結機構部とを備え、 上記バックボーンは、弾性係数をＥとし、上記中途部か
ら距離ｘ離れた点における上記彎曲平面に直交するバッ
クボーンの自由軸の断面の慣性モーメントをＩ（ｘ）と
し、上記点における上記彎曲平面における圧力を加えな
い状態での曲率半径をＲ（ｘ）とすると、上記点から上
記バックボーンの少なくとも一方の先端に向けて関数Ｍ
（ｘ） 【数１】 の２階微分係数が実質上増加するように変形可能な長手
方向の断面と圧力を加えない状態での曲率とを有するこ
とを特徴とするワイパー装置。 - 【請求項２】 上記バックボーンに取り付けられたワイ
パーブレードを備える請求項１記載のワイパー装置。 - 【請求項３】 上記連結機構部が上記バックボーンの中
心に位置する請求項１又は２記載のワイパー装置。 - 【請求項４】 上記連結機構部が中心に位置しない請求
項１又は２記載のワイパー装置。 - 【請求項５】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数が上記
連結機構部から上記バックボーンの両端に向かって増加
する請求項１記載のワイパー装置。 - 【請求項６】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数が上記
連結機構部から上記バックボーンの両端に向かって等し
く増加する請求項５記載のワイパー装置。 - 【請求項７】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数が上記
連結機構部から上記バックボーンの両端に向かって異な
る形で増加する請求項５記載のワイパー装置。 - 【請求項８】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数が上記
連結機構部から上記バックボーンの少なくとも一方の先
端に向かって所定の点まで段階的に増加し、該点から先
端までは実質上一定であることを特徴とする請求項１記
載のワイパー装置。 - 【請求項９】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分係数が指数
関数的に増加する請求項１乃至８のいずれか１項記載の
ワイパー装置。 - 【請求項１０】 上記関数Ｍ（ｘ）の２階微分Ｍ”
（ｘ）は、Ａ及びＣを定数とし、ｎを１以上として、 Ｍ”（ｘ）＝Ａ｜ｘ｜n＋Ｃ であることを特徴とする請求項９記載のワイパー装置。 - 【請求項１１】 ｎが３より大である請求項１０記載の
ワイパー装置。 - 【請求項１２】 ｎが６より大である請求項１０記載の
ワイパー装置。 - 【請求項１３】 ｎが１０より大である請求項１０記載
のワイパー装置。 - 【請求項１４】 バックボーンの厚さｈは、連結機構部
から少なくとも一方の先端に向かって所定の点まで変化
し、該点から先端までは一定であることを特徴とする請
求項１乃至１３いずれか１記載のワイパー装置。 - 【請求項１５】 上記点から先端までの距離が少なくと
も２０ｍｍであることを特徴とする請求項１４記載のワ
イパー装置。 - 【請求項１６】 １平面上に彎曲し、弾性を有する柔軟
な材料から形成された長尺状のバックボーンと、 上記バックボーンの長手方向の中途部に形成され、上記
バックボーンを押圧して変形を加える部材を連結する連
結機構部とを備え、 上記バックボーンは、長手方向の各部分の断面が長方形
状であり、ｂx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の幅
とし、ｈx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の厚みと
し、Ｒx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の圧力を加
えない状態での曲率半径とし、Ｆを上記バックボーンを
平面に押し当てて上記バックボーンを直線状にするため
に上記連結機構部に加えられる押圧力とし、Ｌを上記部
分の長さとし、Ｅを弾性係数として、長手方向の各部分
において 【数２】 となることを特徴とするワイパー装置。 - 【請求項１７】 １平面上に彎曲し、弾性を有する柔軟
な材料から形成された長尺状のバックボーンと、 上記バックボーンの長手方向の中途部に形成され、上記
バックボーンを押圧して変形を加える部材を連結する連
結機構部とを備え、 上記バックボーンは、長手方向の各部分の断面が楕円形
状であり、ｂx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の幅
とし、ｈx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の厚みと
し、Ｒx を連結機構部から距離ｘ離れた部分の圧力を加
えない状態での曲率半径とし、Ｆを上記バックボーンを
平面に押し当てて上記バックボーンを直線状にするため
に上記連結機構部に加えられる押圧力とし、Ｌを上記部
分の長さとし、Ｅを弾性係数として、長手方向の各部分
において 【数３】 となることを特徴とするワイパー装置。
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