JP4508382B2 - ワイパーアームヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本件発明は車両用ワイパ−に関し、特に、車両用ワイパ−ア−ムとワイパ−ア−ムの駆動軸とを連結するためのア−ムヘッドに関する。より詳細には、ワイパーアームが接続しているアームヘッドのヒンジ軸部へ補強用フィラ−を配合し、当該ヒンジ軸部を強化した樹脂製ア−ムヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、車両のガラス面（図示なし）を払拭しそこを浄化するためのワイパ−ブレード１は、ワイパーアーム２によって揺動駆動されている。ワイパーアーム２は、一端部がワイパーブレード１へ連結され、他端部が通常樹脂材料によって成形されているアームヘッド３を介してワイパ−ア−ムの駆動軸（図示なし）へ連結されている。この駆動軸が往復回転運動することによりアームヘッド３が往復揺動運動をし、前記ワイパーアーム２を介してワイパーブレード１がガラス面上を揺動し、これにより該ワイパーブレードへ装着されている図示していない払拭ゴムがガラス面の払拭作用を行っている。このため、アームヘッド３は、図８に示すように、ワイパ−ア−ムの駆動軸を受け入れる軸受け部５と、該軸受け部５の両側から伸びている一対の側壁部６と、該側壁部６の間にあって両側壁を架橋しておりかつワイパーアーム２を受け入れるヒンジ軸７と、を一体的に有している。
【０００３】
しかして、このヒンジ軸７は、ワイパーアーム２の端部を受け入れこれを保持する受け入れ保持機能と同時に、該ワイパーアーム２に揺動運動を付与する揺動運動付与機能という二つの機能を提供しなければならない。また、ヒンジ軸７は、風雪、豪雨等の自然条件による抵抗力、ガラス洗浄時又はワイパーブレード交換時等における人的外力をも受ける。その結果、該ヒンジ軸７へは、押圧力、引張力、曲げ力、捩り力、更にはそれらの複合力が複雑に作用している。
【０００４】
このように、ヒンジ軸７には様々な外力が同時に作用するため、しばしばヒンジ軸７は容易に破損し、アームヘッド３からの運動がワイパーアーム２へ適切に伝達せず、またそのためワイパーアーム２からのガラス面押圧力がワイパーブレード１へ適切に伝わらず、ワイパーブレード１がガラス面上の水を払拭しなくなったり、拭き残しを発生したりするようになる。また、あるときには破損したヒンジ軸７の破片又はそこから遊離したワイパーアーム等が飛散して車両を傷付けたり、歩行者へ損傷を与えることもある。
【０００５】
そのため、このヒンジ軸７はこれらの複雑な力に十分対抗することが出来るような強度を有することが要求される。従来は、このヒンジ軸７の強度を増強する手段として、ヒンジ軸の軸径を大きくすること、使用する樹脂材料を強度の高い材料に変更すること、成形圧力を上昇する等の成形条件を変更すること、ガラス繊維その他の補強用フィラー８（図９参照）を溶融樹脂内へ充填しヒンジ軸７の周辺に該フィラーを配向すること、等の種々の手段が試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アームヘッド３のヒンジ軸７の軸径を大きくすると、使用する合成樹脂材料の量が増大し、これに伴なってコストが上昇し、また拡径されたヒンジ軸を受け入れるためワイパーアームの形状が大型化し、更に空気抵抗が増え、そのうえデザイン性が低下する等の課題がある。
【０００７】
更に、樹脂材料及び成形条件の変更を図ることは、材料コストが上昇し、これまでの生産ラインに変更をもたらすことになり、結果的に生産コストの上昇を招くという課題があった。
【０００８】
また、成形樹脂材料中へガラス繊維等の補強用フィラーを充填し、フィラーが樹脂の流路に沿って配向するという性質を利用してヒンジ軸７の周辺へ補強用フィラー８を配向することは、該補強用フィラー８が一方の側壁部６からヒンジ軸７を介して他方の側壁部６まで配向しただけだと、該ヒンジ軸７に未だ十分な強度が発生せず、更に、現実の成形作業においては、例えば、フィラー８がアームヘッド３の外表面に沿ってのみ配置されるのではなく、図９に示すように、ヒンジ軸７の内部の一部に偏倚して配向したり、ひどい場合には図１０に示すように、ヒンジ軸７の内部にボイド９を発生させることもある。その結果、樹脂本来の持つ強度が確保されず、アームヘッド内部へ強度に対する不均一性を発生し、均一な応力分布特性を欠き、上述のような複雑な応力に対抗するための強度を著しく阻害することにもなっている。
【０００９】
そこで、本発明はかかる課題を解決するため、一端部がワイパーブレードへ嵌合しているワイパーアームの他端部を嵌合保持している樹脂製のアームヘッドであって、ワイパ−ア−ムの駆動軸を受け入れる軸受け部１１と、該軸受け部１１の両側から伸びている一対の側壁部１２と、該一対の側壁部１２間にあって両側壁を架橋しておりかつワイパーアームの端部を受け入れているヒンジ軸１３と、を一体的に成型しており、前記ヒンジ軸１３の内部に一方の側壁部１２から他方の側壁部１２へ向かって形成されて前記ヒンジ軸の長手方向に沿って伸びる穴、又は前記ヒンジ軸の表面に形成されて前記ヒンジ軸の長手方向に沿って伸びる溝を備え、 樹脂成型時に補強材を含む溶融樹脂が前記穴又は前記溝に沿って流れる結果、補強材が樹脂内に埋め込まれた状態で前記穴又は前記溝に沿って配列されているワイパーアームヘッドを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかるアームヘッド１０を示す斜視図である。このアームヘッド１０は、図８に示す公知のアームヘッド３と同様に、ワイパ−ア−ムの駆動軸（図示なし）を受け入れる軸受け部１１と、該軸受け部１１の両側から伸びている一対の側壁部１２と、該一対の側壁部１２間にあって両側壁を架橋しておりかつワイパーアームの端部を受け入れているヒンジ軸１３と、を一体的に有している。ワイパーアームは、図７に示すように、他方の端部がワイパーブレードに装着されており、該ワイパーブレードがガラス面を払拭している。
【００１１】
本発明において、ヒンジ軸１３と一体的に形成されている一対の側壁部１２、１２の側面には、断面が円形を有する穴１４、１４が形成されている。これらの穴１４、１４は、図２に示すように、一方の側壁部１２からヒンジ軸１３の内部へ向かって、他方の側壁部１２まで連通している。左右の穴１４、１４を連通することにより、金型形成が容易になると同時に金型構造が強化され、更に樹脂の流路が明確に画定されるので、成形中に流動樹脂がよどみを発生することを防止出来る。更に、これらの穴１４、１４はそれぞれ２つの異なる直径を有している。即ち、側壁部１２の表面に近い部分が大きい直径Ｄを有しており、側壁部１２の表面から離れた部分が小さい直径ｄの穴となっている。これらの穴１４を設けるのは、例えばガラス繊維等からなる破線で示すような補強用のフィラー１５がヒンジ軸１３の中心部付近に沿っても配向されるようにするための樹脂の流路を提供するためである。そこで、ヒンジ軸１３内部にこれらの穴を形成するために金型内に該穴形状に対応する突出部を形成し樹脂流路を形成する。こうして当該金型へフィラーと共に溶融樹脂を流すと、フイラー１５は樹脂の流れに追随しながらも金型の外側面に沿って配向される。そのため、該フィラー１５は、図２において破線で示すように、側壁部１２の外面１２ａ、底面１２ｂ及び内面１２ｃに沿った部分に流れ込むと同時に、ヒンジ軸１３の外周面部分１３ａと、更には該ヒンジ軸１３の中心部付近であって前記穴１４の周辺部分１３ｂに沿って配置される。
【００１２】
この結果、補強用フィラー１５は、当該ヒンジ軸１３の全長にわたって、その外周面部分１３ａ及び中心部付近１３ｂに配向される。このため、該ヒンジ軸１３は、その外表面部分と中心部付近とが二重にフィラー１５によって補強されることになる。更に、ヒンジ軸１３の中心部には穴１４が形成されているため、図９に示すようなヒンジ軸の中心部にフィラーが停滞するということも無い。しかもこの実施例においては、中心部付近１３ｂに配向されているフィラー１５はほぼ一定の直径を有する位置に配置されている。このため、その中心部付近に配向されている補強用フィラー１５はヒンジ軸１３のどの部分においてもほぼ同様の強度を提供することが出来るので、捩れ力等に対する応力が更に強化されている。従って、本発明によるアームヘッド１０においては、ヒンジ軸１３の強度がこれまでのアームヘッド３のヒンジ軸よりも格段に強くなり、アームヘッド１０のヒンジ軸１３が破損するという事故はほぼ完全に防止出来ることが判明したのである。更に、穴１４を設けることにより、使用されるアームヘッドの成形に使用される樹脂の量が減少し、コストがその分、安くなるのである。
【００１３】
ここで、穴１４の直径を、側壁部１２側において大きくし、ヒンジ軸内方にて小さくしているのは、樹脂流路が側壁部１２とヒンジ軸内方との間において詰まり等を生じることなく確実に形成されることを保証するためである。これによりフィラーが確実にヒンジ軸１３の幅方向中央部まで配向するようにしている。
【００１４】
なお、図２の例においては、ヒンジ軸１３の内部を貫通している穴１４は、１個であるが、側壁部１２、１２を連結する方向へ伸びるこのような穴の数は１個に限定されるものでは無く、図３に示すように２個又はそれ以上の個数であっても良い。この方向の穴が多くなれば、フィラー配向層は多重的に増え、ヒンジ軸の強度が一層強くなる。また、この時、両側壁部１２、１２からヒンジ軸１３の内方へ向かって伸びている穴が、例えば図４に示すようにそれぞれ該ヒンジ軸の中間付近で終わっている穴１４ａ、１４ａと、該ヒンジ軸を貫通している穴１４ｂと、を組み合わせて構成されている穴構造を有することも出来る。
【００１５】
また、上記実施例についての説明においては、穴１４の断面形状は円形として記載したが、これに限定されることはなく、例えば、円形以外にも、楕円形、三角形、正四角形や長方形等の矩形、多角形等とすることも可能である。また、これらの穴は、同一直径（寸法）である必要は無く、例えば、両側壁部１２、１２からヒンジ軸１３の中心部に進むにつれその寸法を増大し又は減少することも出来る。更に、図示の例においては、ヒンジ軸１３の長手方向に沿って伸長する穴１４がヒンジ軸１３の内部に形成されているが、同様の効果は、ヒンジ軸の内部へ当該ヒンジ軸１３の長手方向に沿って伸長する穴を形成する代わりに、図５及び図６に示すように側壁部を連結しているヒンジ軸１３の外表面に沿って長手方向に伸長する方向へ伸びる単一又は複数の溝１６を形成しても良い。この場合、当該溝１６の幅寸法は、ワイパーアーム２の円滑な回転運動を阻止しない程度とすることは当然である。この場合も、当該溝の周辺に沿ってフィラー１５が適切に配向するので、上述と同様の補強効果が提供されるのである。なお、本件発明は、アームヘッド１０のヒンジ軸１３にのみ限定されるものでは無く、ワイパーブレードとワイパーアームの結合部あるいはワイパーブレードを構成するレバー同士の連結部のような、軸構造があるものにも、適用されうるのである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、補強用フィラー１５が、ヒンジ軸１３の全長にわたって、その外周面部分１３ａ及び中心部付近１３ｂに配向される。このため、該ヒンジ軸１３は、その外表面部分と中心部付近とが二重にフィラー１５によって補強されることになる。更に、ヒンジ軸１３の中心部には穴１４が形成されているため、図６に示すようなヒンジ軸の中心部にフィラーが停滞するということも無い。従って、本発明によるアームヘッド１０においては、ヒンジ軸１３の強度がこれまでのアームヘッド３のヒンジ軸よりも格段に強くなり、アームヘッド１０のヒンジ軸１３が破損するという事故はほぼ完全に防止出来ることが判明したのである。更に、穴１４を設けることにより、使用されるアームヘッドの成形に使用される樹脂の量が減少し、コストがその分、安くなるのである。
【００１７】
更に、ヒンジ軸へ側壁部を連結する方向に伸びる複数の穴を形成したり、ヒンジ軸の表面に同様に側壁部を連結する方向に伸びる複数の溝を形成することにより、ヒンジ軸を形成する樹脂内部のフィラーのほとんどが側壁部を連結する方向に配向するようになるので、該フィラーによる補強効果は一層大きくなることが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアームヘッドの斜視図である。
【図２】図１の線Ａ−Aに沿って見た本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図３】図１の線Ａ−Aに沿って見た本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図４】図１の線Ａ−Aに沿って見た本発明の第３の実施例を示す断面図である。
【図５】図１の線Ａ−Aに沿って見た本発明の第４の実施例を示す断面図である。
【図６】図５の線６−６に沿って見た断面図である。
【図７】ワイパーブレードと、ワイパーアームと、アームヘッドと、の関係を示す図である。
【図８】公知のアームヘッドの斜視図である。
【図９】図８の線Ｂ−Ｂに沿って見た公知のアームヘッドの断面図である。
【図１０】図８の線Ｂ−Ｂに沿って見た別の公知のアームヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１０：アームヘッド １１：軸受け部
１２：側壁部 １３：ヒンジ軸
１４：穴 １５：フィラー
１６：溝

Claims (6)

1. 一端部がワイパーブレードへ嵌合しているワイパーアームの他端部を嵌合保持している樹脂製のアームヘッドであって、ワイパ−ア−ムの駆動軸を受け入れる軸受け部１１と、該軸受け部１１の両側から伸びている一対の側壁部１２と、該一対の側壁部１２間にあって両側壁を架橋しておりかつワイパーアームの端部を受け入れているヒンジ軸１３と、を一体的に成型しており、
   前記ヒンジ軸１３の内部に一方の側壁部１２から他方の側壁部１２へ向かって形成されて前記ヒンジ軸１３の長手方向に沿って伸びる穴、又は前記ヒンジ軸１３の表面に形成されて前記ヒンジ軸１３の長手方向に沿って伸びる溝を備え、
   樹脂成型時に補強材を含む溶融樹脂が前記穴又は前記溝に沿って流れる結果、補強材が樹脂内に埋め込まれた状態で前記穴又は前記溝に沿って配列されていることを特徴とするワイパーアームヘッド。
2. 両側壁部からヒンジ軸の内方へ向かって伸びている穴が、該ヒンジ軸を貫通していることを特徴とする請求項１に記載のワイパーアームヘッド。
3. 両側壁部からヒンジ軸の内方へ向かって伸びている穴が、複数個設けてあることを特徴とする請求項１に記載のワイパーアームヘッド。
4. 両側壁部からヒンジ軸の内方へ向かって伸びている穴が、それぞれ該ヒンジ軸の中間付近で終わっている穴と、該ヒンジ軸を貫通している穴と、を組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイパーアームヘッド。
5. 前記ヒンジ軸の長手方向に沿って伸びる溝を、複数個備えたことを特徴とする請求項１に記載のワイパーアームヘッド。
6. 補強材がガラス繊維からなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイパーアームヘッド。

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