JP3861646B2 - ワイパーブレードゴム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のウインドシールドガラスを払拭するワイパー装置に用いて好適の、ワイパーブレードゴムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車のウインドシールドガラスを撥水処理することによって、降雨時にワイパーを用いずに走行できるようにする技術が普及している。
ところが、このような技術を用いると、ゴムと撥水ガラスとの間に水膜の介在が少なくなるため、従来のワイパーブレードゴムでは、ワイパーにビビリ振動が生じることがある。このビビリ振動により、ワイパーブレードゴムからウインドシールドガラスに不均一な力が加わって、ウインドシールドガラスに部分的に大きな力が加わることになるため、ワイパーブレードゴムによってウインドシールドガラス上の撥水膜が削れて撥水膜の寿命が短くなってしまうという課題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開平１０−９５３１４号公報に開示されているように、ワイパーブレード本体のゴム基材を従来同様にゴム弾性体より構成し、このワイパーブレード本体の両側面に、分子内に反応性基を有するフッ素系樹脂と、反応性基と反応性を有する硬化剤と、四フッ化エチレン樹脂や有機ケイ素系弾性体や固体潤滑材（グラファイトなど）とを含む表面被覆層を設けることによって、摺動抵抗の低下を図り、どのようなガラス表面に対してもビビリ振動がなく拭き取り性能に優れていると共に、その性能を長期間維持できるようにする技術が開発されている（以上、第１従来技術）。
【０００４】
また、特開２００１−５５１１９号公報に開示されているように、ワイパーブレード本体のゴム基材をシリコーン系ゴムにより構成し、ゴム基材の払拭部にシリコーン系ゴムと固体潤滑剤（グラファイトなど）を含む厚さ５〜３０μｍほどの層を形成して、ワイパーブレードゴムのゴム基材及び表面処理変更による摺動抵抗の低下を図り、撥水皮膜による撥水効果を長期間維持できるようにする技術も開発されている（以上、第２従来技術）。
【０００５】
また、特開平１０−１６４０号公報には、ワイパーブレードゴムに樹脂，シリコーンパウダー，固体潤滑剤，有機溶剤からなる塗料組成物を塗布することで、ワイパーブレードゴムの摺動性を向上させるとともにワイパーブレードゴムの耐久性を向上させようとする技術が開示されている（以上、第３従来技術）。
また、特開平１０−３５４１９号公報には、ワイパーブレードゴムのワイパーリップのウィンドウガラスと接触する部分を、炭化水素構造を有するジエンベースの天然ゴム及び／又は合成エラストマから構成する技術が開示されている（以上、第４従来技術）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撥水処理を行ったガラス（撥水ガラス）は、撥水層に有機物を使用するため耐久性が悪く、いかに摺動抵抗を低下させたワイパーゴムを使用しても、耐候性などの影響で撥水層が劣化して剥離してしまうため撥水層の寿命は短くなってしまい、撥水効果を長期間にわたって維持するのは困難である。
【０００７】
第４従来技術のように、ワイパーリップのウィンドウガラスと接触する部分に合成エラストマを用いれば、低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、その分、撥水層が劣化を抑制できるものの、撥水層の寿命を十分に延ばせるものではない。
一方、第１〜３従来技術に用いられている固体潤滑剤は、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減できるため、固体潤滑剤を含有させることは、ワイパーブレードゴムの寿命を延ばす上で有効である。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、窓ガラスの撥水層の寿命を延ばして長期間にわたって撥水効果を維持することができるようにするとともにワイパーブレードゴムの寿命をも延ばすことができるようにした、ワイパーブレードゴムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のワイパーブレードゴムは、撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、少なくとも該リップ部の払拭部分が、ゴム弾性体，シリコーン系ゴムの何れかからなる第１材料と、フッ化シリコーン系ゴム，熱可塑性エラストマの何れか又はこれらの混合物からなる第２材料とで構成される基材層と、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物で構成される表層と、上記基材層と上記表層との間に設けられ、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物と固体潤滑材とで構成される中間層と、を有するように構成される。
【００１０】
これによって、本ワイパーブレードゴムを使用していくと、使用の初期には、表層が撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面に摺接しながら雨滴を払拭する。この表層は、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物で構成されるので、これに含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
【００１１】
そして、表層が磨耗して中間層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、中間層に含まれる固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、この固体潤滑材が、撥水ガラスの撥水層を修復する上では妨げになるが、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。
【００１２】
さらに、中間層が磨耗して基材層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、基材層の第１材料に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
また、熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、基材層の第２材料に熱可塑性エラストマが含まれていれば、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制できる。
特に、フッ化シリコーン中のフッ素は、撥水層の修復効果が高く耐磨耗性も高いので、ワイパーブレードゴムの寿命が延び、撥水層の修復も十分に行なわれ、より有効である。
【００１３】
請求項２記載の本発明のワイパーブレードゴムは、撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、少なくとも該リップ部の払拭部分が、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくともシリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴム又は該何れかのゴムを含む混合物からなり固体潤滑材を含有しない第１層と、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくとも何れか又は該何れかを含む混合物からなり固体潤滑材を含有する第２層とが、交互に積層されてなる層状に形成されている。
【００１４】
第１層と第２層とでは、第１層が固体潤滑材を含有しないが第２層が固体潤滑材を含有している点で異なっている。固体潤滑材が含有されると、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばすが、この反面、ワイパーブレードゴムの材料に、撥水ガラスの撥水層を修復する成分が含まれている場合、ワイパーブレードゴムの磨耗軽減分だけ撥水層を修復する成分の撥水ガラスへの供給が減少し、撥水層修復効果は低下する。
【００１５】
したがって、第１層が窓ガラスの表面に摺接すると、第１層には固体潤滑材が含まれないので、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムが撥水ガラスの撥水層を効率よく修復する。一方、第２層が窓ガラスの表面に摺接すると、第２層には固体潤滑材が含まれているので、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、第１実施形態について説明すると、図１〜図３は本発明の第１実施形態としてのワイパーブレードゴムを説明するもので、図１（ａ）はその横断面図、図１（ｂ）はそのリップ部表面付近の断面図、図２はワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを示す断面図である。
【００１７】
まず、ワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを説明すると、図２に示すように、撥水ガラス２０はガラス２１の表面に、ガラス２１側からシリカ層２２，シリコーン層２３，フッ素層２４がこの順に被覆されている。シリカ層２２にはシリカＳｉＯ2が含有され、シリコーン層２３にはシリコーン類ＳｉＯXが含有され、フッ素層２４にはＣＦ2基又はＣＦ3基からなるテフロン等が含有されている。
【００１８】
そして、撥水は主としてフッ素層２４のテフロン等によって行われ、シリカ層２２，シリコーン層２３は、主として、ガラス２１とフッ素層２４とを接合するための接合剤として機能する。つまり、ガラス２１とフッ素層２４とを直接接合させようとしても接合力が弱いため、ガラス２１とシリコーン層２３との接合性の高いシリカ層２２と、シリカ層２２とフッ素層２４との接合性の高いシリコーン層２３を、ガラス２１とフッ素層２４との間に介在させているのである。また、シリコーン類ＳｉＯXも撥水性をそなえている。
【００１９】
したがって、撥水ガラス２０の表面が磨耗すると、まず、フッ素層２４が減っていき、このフッ素層２４が欠落するとその部分の撥水性が大きく低下する。この場合、撥水ガラス２０の表面から、フッ素層２４を構成するテフロン等を供給すれば、欠落したフッ素層２４を修復することができる。
また、フッ素層２４が欠落した上に、さらにフッ素層２４の下層のシリコーン層２３が欠落した場合には、シリコーン層２３を構成するシリコーン類ＳｉＯXを供給すれば、欠落したシリコーン層２３を復元することができる。
【００２０】
一方、本ワイパーブレードゴム１は、図１（ａ）の横断面図に示すように、図示しないワイパーブレード本体に係止される基部５と、この基部５からネック部３を介して突設されたリップ部２とをそなえており、リップ部２のエッジ部４近傍で、窓ガラスの表面を払拭するようになっている。
本ワイパーブレードゴム１のリップ部２は、ゴム弾性体及びシリコーン系ゴム（第１材料）をベースとしてこれにフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの混合物（第２材料）とを含有されてなるゴム基体（基材層）１１と、このゴム基体１１の表面に被覆される被覆層１２とからなっている。
【００２１】
また、被覆層１２は、表層１２ａと中間層１２ｂとからなり、最も外側に表層１２ａが装備され、表層１２ａとゴム基体１１との間に中間層１２ｂが装備されている。
そして、表層１２ａは、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとの混合物で構成され、中間層１２ｂはシリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとの混合物と固体潤滑材とから構成されている。
【００２２】
本発明の第１実施形態としてのワイパーブレードゴムは、上述のように構成されているので、本ワイパーブレードゴム１のリップ部２が、窓ガラス（撥水ガラス）２０の表面を払拭すると、まずは、表層１２ａが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭する。
ここで、窓ガラスである撥水ガラス２０の表面が磨耗して、例えば図３（ａ）に示すように、フッ素層２４やシリコーン層２３が減っている場合、表層１２ａに含まれたシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーン２６が、図３（ｂ）に示すように撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部２５に転移し、図３（ｃ）に示すようにフッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。符号２６は修復部を示す。
【００２３】
また、表層１２ａが磨耗して中間層１２ｂが現れると、中間層１２ｂには、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムの他に固体潤滑材が含有されるので、固体潤滑材がワイパーブレードゴム１と撥水ガラス２０との間に介在してワイパーブレードゴム１を撥水ガラス２０に対して滑らかに摺接する。このため、中間層１２ｂ内のシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが撥水ガラス２０の表面に転移しにくくなるため、フッ素層２４やシリコーン層２３の修復効果は低下するものの、中間層１２ｂの磨耗が抑制され、ワイパーブレードゴム１の寿命が向上する。
【００２４】
さらに、中間層１２ｂが磨耗してゴム基体１１が現れると、ゴム基体１１には、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとが含有されるため、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００２５】
このように、本ワイパーブレードゴムによれば、主として表層１２ａ及びゴム基体１１によって、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移させながら、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復することができ、撥水ガラスの撥水性の寿命を大きく向上させることができると共に、中間層１２ｂの固体潤滑材による磨耗低減効果によって、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させることができるのである。
【００２６】
また、ゴム基体１１を構成する熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、この点からも撥水ガラスの撥水性をより長期間にわたって確保することができる。
【００２７】
次に、第２実施形態について説明すると、図４は本発明の第２実施形態としてのワイパーブレードゴムのリップ部表面付近の断面図である。
本ワイパーブレードゴム１のリップ部２は、第１実施形態と同様にゴム基体１１に被覆層１２´が被覆されるが、本被覆層１２´は、熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの混合物であって固体潤滑材を含有しない第１層１２ｃと、熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの混合物に固体潤滑材を含有する第２層１２ｄとが、交互に積層されてなる層状に形成されている。
【００２８】
本発明の第２実施形態としてのワイパーブレードゴムは、上述のように構成されているので、本ワイパーブレードゴム１のリップ部２が、窓ガラス（撥水ガラス）２０の表面を払拭して、第１層１２ｃが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭すると、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復し、第２層１２ｄが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭すると、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させる。
【００２９】
つまり、窓ガラスである撥水ガラス２０の表面が磨耗して、フッ素層２４やシリコーン層２３が減っている場合に、第１層１２ｃが窓ガラスの表面を払拭すると、第１層１２ｃに含まれたシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部２５に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００３０】
また、第２層１２ｄが窓ガラスの表面を払拭すると、第２層１２ｄには、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムの他に固体潤滑材が含有されるので、固体潤滑材がワイパーブレードゴム１と撥水ガラス２０との間に介在してワイパーブレードゴム１を撥水ガラス２０に対して滑らかに摺接する。このため、中間層１２ｂ内のシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが撥水ガラス２０の表面に転移しにくくなって、フッ素層２４やシリコーン層２３の修復効果は低下するものの、第２層１２ｄの磨耗が抑制され、ワイパーブレードゴム１の寿命が向上する。
【００３１】
さらに、ゴム基体１１が現れると、第１実施形態と同様に、ゴム基体１１には、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとが含有されるため、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００３２】
このように、本ワイパーブレードゴムによれば、主として第１層１２ｃ及びゴム基体１１によって、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移させながら、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復することができ、撥水ガラスの撥水性の寿命を大きく向上させることができると共に、第２層１２ｄの固体潤滑材による磨耗低減効果によって、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記第１実施形態では、ゴム基体（基材層）１１を、第１材料をゴム弾性体及びシリコーン系ゴムの両方としているが、第１材料をゴム弾性体及びシリコーン系ゴムの一方のみとしてもよく、また、第２材料をフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの混合物としているが、第２材料をフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの何れか一方のみとしてもよい。
【００３４】
また、上記第２実施形態の構成に関し、第１層及び第２層は第２実施形態のものに限定されない。
つまり、第１層は、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくともシリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムを含み且つ固体潤滑材を含有しなければよく、第２層は、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくとも何れかのゴムを含むと共に固体潤滑材が含有されていればよい。
【００３５】
また、ゴム基体１１は、単なるゴム弾性体（天然ゴムを含む）であってもかまわない。
つまり、ワイパーブレードゴムにシリコーン系ゴムを含有させれば、シリコーン系ゴムのシリコーンを、撥水ガラス２０の表面のシリコーン層２３の欠落部に転移させてシリコーン層２３を修復することができ、ワイパーブレードゴムにフッ化シリコーン系を含有させれば、フッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４の欠落部に転移させてフッ素層２４を修復することができ、ワイパーブレードゴムに熱可塑性エラストマを含有させれば、硬化しにくく柔軟になるため、撥水ガラス２０の表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、要求に応じて適宜の材料を適宜の割合で含有させればよい。
【００３６】
さらに、各実施形態の層構成は、少なくともワイパーブレードゴムにおける撥水ガラス２０の表面に接触する部分に設けられればよく、リップ部２全域に設ける必要はない。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のワイパーブレードゴムによれば、本ワイパーブレードゴムの使用の初期には、表層が撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面に摺接しながら雨滴を払拭して、表層に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。表層が磨耗して中間層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、中間層に含まれる固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、この固体潤滑材が、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。さらに、中間層が磨耗して基材層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、基材層の第１材料に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
【００３８】
これによって、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばしながら、撥水ガラスの撥水層の修復を行い撥水ガラスの撥水性を長期間にわたって確保することができるようになる。
また、熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、基材層の第２材料に熱可塑性エラストマが含まれていれば、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、撥水ガラスの撥水性をより長期間にわたって確保することができるようになる。
また、フッ化シリコーン中のフッ素は、撥水層の修復効果が高く耐磨耗性も高いので、ワイパーブレードゴムの寿命が延び、撥水層の修復も十分に行なわれ、ワイパーブレードゴムの寿命向上と、撥水ガラスの撥水性確保により有効である。
【００３９】
請求項２記載の本発明のワイパーブレードゴムによれば、第１層が窓ガラスの表面に摺接すると、第１層には固体潤滑材が含まれないので、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムが撥水ガラスの撥水層を効率よく修復し、第２層が窓ガラスの表面に摺接すると、第２層には固体潤滑材が含まれているので、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させ、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。ワイパーブレードゴムの磨耗に応じてこのような作用を繰り返しながら、窓ガラスの雨滴を払拭するので、ワイパーブレードゴムの寿命延長と、撥水ガラスの撥水性確保とを行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のワイパーブレードゴムを示すもので、（ａ）はその模式的横断面図、（ｂ）はそのリップ部表面付近の模式的断面図である。
【図２】本発明の各実施形態のワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを示す模式的断面図である。
【図３】本発明の各実施形態のワイパーブレードゴムの作用を、（ａ）〜（ｃ）の順に説明する撥水ガラスの模式的断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のワイパーブレードゴムを示すリップ部表面付近の模式的断面図である。
【符号の説明】
１ ワイパーブレードゴム
２ リップ部
３ ネック部
４ エッジ部
５ 基部
１１ ゴム基体（基材層）
１２ 被覆層
１２ａ 表層
１２ｂ 中間層
１２ｃ 第１層
１２ｄ 第２層
２０ 撥水ガラス
２１ ガラス
２２ シリカ層
２３ シリコーン層
２４ フッ素層
２５ 欠損部
２６ 修復部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のウインドシールドガラスを払拭するワイパー装置に用いて好適の、ワイパーブレードゴムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車のウインドシールドガラスを撥水処理することによって、降雨時にワイパーを用いずに走行できるようにする技術が普及している。
ところが、このような技術を用いると、ゴムと撥水ガラスとの間に水膜の介在が少なくなるため、従来のワイパーブレードゴムでは、ワイパーにビビリ振動が生じることがある。このビビリ振動により、ワイパーブレードゴムからウインドシールドガラスに不均一な力が加わって、ウインドシールドガラスに部分的に大きな力が加わることになるため、ワイパーブレードゴムによってウインドシールドガラス上の撥水膜が削れて撥水膜の寿命が短くなってしまうという課題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開平１０−９５３１４号公報に開示されているように、ワイパーブレード本体のゴム基材を従来同様にゴム弾性体より構成し、このワイパーブレード本体の両側面に、分子内に反応性基を有するフッ素系樹脂と、反応性基と反応性を有する硬化剤と、四フッ化エチレン樹脂や有機ケイ素系弾性体や固体潤滑材（グラファイトなど）とを含む表面被覆層を設けることによって、摺動抵抗の低下を図り、どのようなガラス表面に対してもビビリ振動がなく拭き取り性能に優れていると共に、その性能を長期間維持できるようにする技術が開発されている（以上、第１従来技術）。
【０００４】
また、特開２００１−５５１１９号公報に開示されているように、ワイパーブレード本体のゴム基材をシリコーン系ゴムにより構成し、ゴム基材の払拭部にシリコーン系ゴムと固体潤滑剤（グラファイトなど）を含む厚さ５〜３０μｍほどの層を形成して、ワイパーブレードゴムのゴム基材及び表面処理変更による摺動抵抗の低下を図り、撥水皮膜による撥水効果を長期間維持できるようにする技術も開発されている（以上、第２従来技術）。
【０００５】
また、特開平１０−１６４０号公報には、ワイパーブレードゴムに樹脂，シリコーンパウダー，固体潤滑剤，有機溶剤からなる塗料組成物を塗布することで、ワイパーブレードゴムの摺動性を向上させるとともにワイパーブレードゴムの耐久性を向上させようとする技術が開示されている（以上、第３従来技術）。
また、特開平１０−３５４１９号公報には、ワイパーブレードゴムのワイパーリップのウィンドウガラスと接触する部分を、炭化水素構造を有するジエンベースの天然ゴム及び／又は合成エラストマから構成する技術が開示されている（以上、第４従来技術）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撥水処理を行ったガラス（撥水ガラス）は、撥水層に有機物を使用するため耐久性が悪く、いかに摺動抵抗を低下させたワイパーゴムを使用しても、耐候性などの影響で撥水層が劣化して剥離してしまうため撥水層の寿命は短くなってしまい、撥水効果を長期間にわたって維持するのは困難である。
【０００７】
第４従来技術のように、ワイパーリップのウィンドウガラスと接触する部分に合成エラストマを用いれば、低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、その分、撥水層が劣化を抑制できるものの、撥水層の寿命を十分に延ばせるものではない。
一方、第１〜３従来技術に用いられている固体潤滑剤は、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減できるため、固体潤滑剤を含有させることは、ワイパーブレードゴムの寿命を延ばす上で有効である。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、窓ガラスの撥水層の寿命を延ばして長期間にわたって撥水効果を維持することができるようにするとともにワイパーブレードゴムの寿命をも延ばすことができるようにした、ワイパーブレードゴムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のワイパーブレードゴムは、撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、少なくとも該リップ部の払拭部分が、ゴム弾性体，シリコーン系ゴムの何れかからなる第１材料と、フッ化シリコーン系ゴム，熱可塑性エラストマの何れか又はこれらの混合物からなる第２材料とで構成される基材層と、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物で構成される表層と、上記基材層と上記表層との間に設けられ、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物と固体潤滑材とで構成される中間層と、を有するように構成される。
【００１０】
これによって、本ワイパーブレードゴムを使用していくと、使用の初期には、表層が撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面に摺接しながら雨滴を払拭する。この表層は、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物で構成されるので、これに含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
【００１１】
そして、表層が磨耗して中間層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、中間層に含まれる固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、この固体潤滑材が、撥水ガラスの撥水層を修復する上では妨げになるが、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。
【００１２】
さらに、中間層が磨耗して基材層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、基材層の第１材料に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
また、熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、基材層の第２材料に熱可塑性エラストマが含まれていれば、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制できる。
特に、フッ化シリコーン中のフッ素は、撥水層の修復効果が高く耐磨耗性も高いので、ワイパーブレードゴムの寿命が延び、撥水層の修復も十分に行なわれ、より有効である。
【００１３】
請求項２記載の本発明のワイパーブレードゴムは、撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、少なくとも該リップ部の払拭部分が、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくともシリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴム又は該何れかのゴムを含む混合物からなり固体潤滑材を含有しない第１層と、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくとも何れか又は該何れかを含む混合物からなり固体潤滑材を含有する第２層とが、交互に積層されてなる層状に形成されている。
【００１４】
第１層と第２層とでは、第１層が固体潤滑材を含有しないが第２層が固体潤滑材を含有している点で異なっている。固体潤滑材が含有されると、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばすが、この反面、ワイパーブレードゴムの材料に、撥水ガラスの撥水層を修復する成分が含まれている場合、ワイパーブレードゴムの磨耗軽減分だけ撥水層を修復する成分の撥水ガラスへの供給が減少し、撥水層修復効果は低下する。
【００１５】
したがって、第１層が窓ガラスの表面に摺接すると、第１層には固体潤滑材が含まれないので、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムが撥水ガラスの撥水層を効率よく修復する。一方、第２層が窓ガラスの表面に摺接すると、第２層には固体潤滑材が含まれているので、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、第１実施形態について説明すると、図１〜図３は本発明の第１実施形態としてのワイパーブレードゴムを説明するもので、図１（ａ）はその横断面図、図１（ｂ）はそのリップ部表面付近の断面図、図２はワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを示す断面図である。
【００１７】
まず、ワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを説明すると、図２に示すように、撥水ガラス２０はガラス２１の表面に、ガラス２１側からシリカ層２２，シリコーン層２３，フッ素層２４がこの順に被覆されている。シリカ層２２にはシリカＳｉＯ2が含有され、シリコーン層２３にはシリコーン類ＳｉＯXが含有され、フッ素層２４にはＣＦ2基又はＣＦ3基からなるテフロン等が含有されている。
【００１８】
そして、撥水は主としてフッ素層２４のテフロン等によって行われ、シリカ層２２，シリコーン層２３は、主として、ガラス２１とフッ素層２４とを接合するための接合剤として機能する。つまり、ガラス２１とフッ素層２４とを直接接合させようとしても接合力が弱いため、ガラス２１とシリコーン層２３との接合性の高いシリカ層２２と、シリカ層２２とフッ素層２４との接合性の高いシリコーン層２３を、ガラス２１とフッ素層２４との間に介在させているのである。また、シリコーン類ＳｉＯXも撥水性をそなえている。
【００１９】
したがって、撥水ガラス２０の表面が磨耗すると、まず、フッ素層２４が減っていき、このフッ素層２４が欠落するとその部分の撥水性が大きく低下する。この場合、撥水ガラス２０の表面から、フッ素層２４を構成するテフロン等を供給すれば、欠落したフッ素層２４を修復することができる。
また、フッ素層２４が欠落した上に、さらにフッ素層２４の下層のシリコーン層２３が欠落した場合には、シリコーン層２３を構成するシリコーン類ＳｉＯXを供給すれば、欠落したシリコーン層２３を復元することができる。
【００２０】
一方、本ワイパーブレードゴム１は、図１（ａ）の横断面図に示すように、図示しないワイパーブレード本体に係止される基部５と、この基部５からネック部３を介して突設されたリップ部２とをそなえており、リップ部２のエッジ部４近傍で、窓ガラスの表面を払拭するようになっている。
本ワイパーブレードゴム１のリップ部２は、ゴム弾性体及びシリコーン系ゴム（第１材料）をベースとしてこれにフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの混合物（第２材料）とを含有されてなるゴム基体（基材層）１１と、このゴム基体１１の表面に被覆される被覆層１２とからなっている。
【００２１】
また、被覆層１２は、表層１２ａと中間層１２ｂとからなり、最も外側に表層１２ａが装備され、表層１２ａとゴム基体１１との間に中間層１２ｂが装備されている。
そして、表層１２ａは、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとの混合物で構成され、中間層１２ｂはシリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとの混合物と固体潤滑材とから構成されている。
【００２２】
本発明の第１実施形態としてのワイパーブレードゴムは、上述のように構成されているので、本ワイパーブレードゴム１のリップ部２が、窓ガラス（撥水ガラス）２０の表面を払拭すると、まずは、表層１２ａが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭する。
ここで、窓ガラスである撥水ガラス２０の表面が磨耗して、例えば図３（ａ）に示すように、フッ素層２４やシリコーン層２３が減っている場合、表層１２ａに含まれたシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーン２６が、図３（ｂ）に示すように撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部２５に転移し、図３（ｃ）に示すようにフッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。符号２６は修復部を示す。
【００２３】
また、表層１２ａが磨耗して中間層１２ｂが現れると、中間層１２ｂには、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムの他に固体潤滑材が含有されるので、固体潤滑材がワイパーブレードゴム１と撥水ガラス２０との間に介在してワイパーブレードゴム１を撥水ガラス２０に対して滑らかに摺接する。このため、中間層１２ｂ内のシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが撥水ガラス２０の表面に転移しにくくなるため、フッ素層２４やシリコーン層２３の修復効果は低下するものの、中間層１２ｂの磨耗が抑制され、ワイパーブレードゴム１の寿命が向上する。
【００２４】
さらに、中間層１２ｂが磨耗してゴム基体１１が現れると、ゴム基体１１には、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとが含有されるため、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００２５】
このように、本ワイパーブレードゴムによれば、主として表層１２ａ及びゴム基体１１によって、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移させながら、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復することができ、撥水ガラスの撥水性の寿命を大きく向上させることができると共に、中間層１２ｂの固体潤滑材による磨耗低減効果によって、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させることができるのである。
【００２６】
また、ゴム基体１１を構成する熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、この点からも撥水ガラスの撥水性をより長期間にわたって確保することができる。
【００２７】
次に、第２実施形態について説明すると、図４は本発明の第２実施形態としてのワイパーブレードゴムのリップ部表面付近の断面図である。
本ワイパーブレードゴム１のリップ部２は、第１実施形態と同様にゴム基体１１に被覆層１２´が被覆されるが、本被覆層１２´は、熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの混合物であって固体潤滑材を含有しない第１層１２ｃと、熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの混合物に固体潤滑材を含有する第２層１２ｄとが、交互に積層されてなる層状に形成されている。
【００２８】
本発明の第２実施形態としてのワイパーブレードゴムは、上述のように構成されているので、本ワイパーブレードゴム１のリップ部２が、窓ガラス（撥水ガラス）２０の表面を払拭して、第１層１２ｃが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭すると、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復し、第２層１２ｄが窓ガラスの表面に摺接しながら窓ガラスの表面を払拭すると、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させる。
【００２９】
つまり、窓ガラスである撥水ガラス２０の表面が磨耗して、フッ素層２４やシリコーン層２３が減っている場合に、第１層１２ｃが窓ガラスの表面を払拭すると、第１層１２ｃに含まれたシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部２５に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００３０】
また、第２層１２ｄが窓ガラスの表面を払拭すると、第２層１２ｄには、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムの他に固体潤滑材が含有されるので、固体潤滑材がワイパーブレードゴム１と撥水ガラス２０との間に介在してワイパーブレードゴム１を撥水ガラス２０に対して滑らかに摺接する。このため、中間層１２ｂ内のシリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが撥水ガラス２０の表面に転移しにくくなって、フッ素層２４やシリコーン層２３の修復効果は低下するものの、第２層１２ｄの磨耗が抑制され、ワイパーブレードゴム１の寿命が向上する。
【００３１】
さらに、ゴム基体１１が現れると、第１実施形態と同様に、ゴム基体１１には、シリコーン系ゴムとフッ化シリコーン系ゴムとが含有されるため、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンが、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移し、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復する。
【００３２】
このように、本ワイパーブレードゴムによれば、主として第１層１２ｃ及びゴム基体１１によって、シリコーン系ゴムのシリコーンやフッ化シリコン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４やシリコーン層２３の欠落部に転移させながら、フッ素層２４やシリコーン層２３を修復することができ、撥水ガラスの撥水性の寿命を大きく向上させることができると共に、第２層１２ｄの固体潤滑材による磨耗低減効果によって、ワイパーブレードゴム１の寿命を向上させることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記第１実施形態では、ゴム基体（基材層）１１を、第１材料をゴム弾性体及びシリコーン系ゴムの両方としているが、第１材料をゴム弾性体及びシリコーン系ゴムの一方のみとしてもよく、また、第２材料をフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの混合物としているが、第２材料をフッ化シリコーン系ゴムと熱可塑性エラストマとの何れか一方のみとしてもよい。
【００３４】
また、上記第２実施形態の構成に関し、第１層及び第２層は第２実施形態のものに限定されない。
つまり、第１層は、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくともシリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムを含み且つ固体潤滑材を含有しなければよく、第２層は、ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくとも何れかのゴムを含むと共に固体潤滑材が含有されていればよい。
【００３５】
また、ゴム基体１１は、単なるゴム弾性体（天然ゴムを含む）であってもかまわない。
つまり、ワイパーブレードゴムにシリコーン系ゴムを含有させれば、シリコーン系ゴムのシリコーンを、撥水ガラス２０の表面のシリコーン層２３の欠落部に転移させてシリコーン層２３を修復することができ、ワイパーブレードゴムにフッ化シリコーン系を含有させれば、フッ化シリコーン系ゴムのフッ化シリコーンを、撥水ガラス２０の表面のフッ素層２４の欠落部に転移させてフッ素層２４を修復することができ、ワイパーブレードゴムに熱可塑性エラストマを含有させれば、硬化しにくく柔軟になるため、撥水ガラス２０の表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、要求に応じて適宜の材料を適宜の割合で含有させればよい。
【００３６】
さらに、各実施形態の層構成は、少なくともワイパーブレードゴムにおける撥水ガラス２０の表面に接触する部分に設けられればよく、リップ部２全域に設ける必要はない。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のワイパーブレードゴムによれば、本ワイパーブレードゴムの使用の初期には、表層が撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面に摺接しながら雨滴を払拭して、表層に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。表層が磨耗して中間層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、中間層に含まれる固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、この固体潤滑材が、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させるようにするため、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。さらに、中間層が磨耗して基材層が窓ガラスの表面に摺接するようになると、基材層の第１材料に含まれるシリコーン及び／又はフッ化シリコーンが撥水ガラスの撥水層を修復する。
【００３８】
これによって、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばしながら、撥水ガラスの撥水層の修復を行い撥水ガラスの撥水性を長期間にわたって確保することができるようになる。
また、熱可塑性エラストマは低温時に天然ゴムよりも硬化しにくく柔軟であるため、基材層の第２材料に熱可塑性エラストマが含まれていれば、撥水ガラスの表面に過剰な力が加わるのを抑制でき、撥水層の劣化を抑制でき、撥水ガラスの撥水性をより長期間にわたって確保することができるようになる。
また、フッ化シリコーン中のフッ素は、撥水層の修復効果が高く耐磨耗性も高いので、ワイパーブレードゴムの寿命が延び、撥水層の修復も十分に行なわれ、ワイパーブレードゴムの寿命向上と、撥水ガラスの撥水性確保により有効である。
【００３９】
請求項２記載の本発明のワイパーブレードゴムによれば、第１層が窓ガラスの表面に摺接すると、第１層には固体潤滑材が含まれないので、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴムが撥水ガラスの撥水層を効率よく修復し、第２層が窓ガラスの表面に摺接すると、第２層には固体潤滑材が含まれているので、この固体潤滑材がワイパーブレードゴムと窓ガラスとの間に介在し、ワイパーブレードゴムを窓ガラスに対して円滑に摺動させ、ワイパーブレードゴムの磨耗を軽減し寿命を延ばす。ワイパーブレードゴムの磨耗に応じてこのような作用を繰り返しながら、窓ガラスの雨滴を払拭するので、ワイパーブレードゴムの寿命延長と、撥水ガラスの撥水性確保とを行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のワイパーブレードゴムを示すもので、（ａ）はその模式的横断面図、（ｂ）はそのリップ部表面付近の模式的断面図である。
【図２】本発明の各実施形態のワイパーブレードゴムの払拭対象である撥水ガラスを示す模式的断面図である。
【図３】本発明の各実施形態のワイパーブレードゴムの作用を、（ａ）〜（ｃ）の順に説明する撥水ガラスの模式的断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のワイパーブレードゴムを示すリップ部表面付近の模式的断面図である。
【符号の説明】
１ ワイパーブレードゴム
２ リップ部
３ ネック部
４ エッジ部
５ 基部
１１ ゴム基体（基材層）
１２ 被覆層
１２ａ 表層
１２ｂ 中間層
１２ｃ 第１層
１２ｄ 第２層
２０ 撥水ガラス
２１ ガラス
２２ シリカ層
２３ シリコーン層
２４ フッ素層
２５ 欠損部
２６ 修復部
Claims (2)
- 撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、
少なくとも該リップ部の払拭部分が、
ゴム弾性体，シリコーン系ゴムの何れかからなる第１材料と、フッ化シリコーン系ゴム，熱可塑性エラストマの何れか又はこれらの混合物からなる第２材料とで構成される基材層と、
シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物で構成される表層と、
上記基材層と上記表層との間に設けられて、シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れか又はこれらの混合物と固体潤滑材とで構成される中間層と、を有することを特徴とする、ワイパーブレードゴム。 - 撥水ガラスを用いた窓ガラスの表面を払拭するリップ部を有するワイパーブレードゴムであって、
少なくとも該リップ部の払拭部分が、
ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくともシリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムの何れかのゴム又は該何れかのゴムを含む混合物からなり固体潤滑材を含有しない第１層と、
ゴム弾性体，熱可塑性エラストマ，シリコーン系ゴム，フッ化シリコーン系ゴムのうち少なくとも何れか又は該何れかを含む混合物からなり固体潤滑材を含有する第２層とが、
交互に積層されてなる層状に形成されている
ことを特徴とする、ワイパーブレードゴム。
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