JP4658422B2 - 自動車の板ガラス用のワイパブレード並びに該ワイパブレードの製法 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、特に自動車の板ガラス用のワイパブレード並びに該ワイパブレードの製法に関する。
【０００２】
背景技術：
この形式のワイパブレードの場合、支持エレメントは、ワイパブレードによって撫でられる払拭フィールド全体にわたって、ワイパアームを起点とするワイパブレード圧着力（時として圧着加圧力とも呼ばれる）を板ガラスに規定通りに分配することを保証せねばならない。無負荷状態での（要するにワイパブレードが板ガラスに接していない場合の）支持エレメントの相応の曲率によって、ワイパブレードの作動中に板ガラスに完全に接したワイパストリップの両端は、その時緊張させられる支持エレメントによって、（球面状に湾曲された車両板ガラスの曲率半径が各ワイパブレード位置において変化する場合でも）該板ガラスに対して負荷される。要するにワイパブレードの曲率は、払拭すべき板ガラスの払拭フィールドにおいて測定される最強度の曲率よりも幾分大でなければならない。従って前記支持エレメントは、慣用のワイパブレードの場合に使用されるような、ワイパストリップ内に配置された２条のばねレールを有する高価なＵ形支持構造に取って代わっている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１５ ０５ ３５７号明細書）。
【０００３】
独立請求項に記載したように本発明の技術的出発点となっている、ドイツ連邦共和国特許第１２ ４７ １６１号明細書に基づいて公知の形式のワイパブレードでは、扁平板ガラスにおけるワイパブレードの圧力負荷をワイパブレードの全長にわたってできるだけ均等にするために、問題解決手段として支持エレメントの若干の実施形態が規定されている。
【０００４】
この形式の別の公知のワイパブレード（欧州特許第０ ５２８ ６４３号明細書）では、球面状に湾曲された板ガラスにおけるワイパブレードの均等な圧力負荷を得るために、両終端区分における圧力負荷は、ワイパブレードが扁平板ガラスに圧着される場合、著しく増大する。
【０００５】
しかしながら、両公知例においてワイパブレードの全長にわたる圧力分布の均等化が企図されるにも拘わらず、ワイパブレードがその作業方向を反転する場合に、該ワイパブレードに所属していて本来の払拭作業を行うワイパリップが、その全長にわたって、一方の引摺り姿勢から他方の引摺り姿勢へ、衝撃的に跳ね返るという事態が生じる。この引摺り姿勢は、ワイパ装置を効果的に低ノイズで作動させるための不可欠な条件である。しかしながらワイパブレードの昇降運動に強制的に随伴したワイパリップの衝撃的な跳ね返りは、不都合なノッキング騒音を発生する。また板ガラスが球面状に湾曲している場合、その場合に所望される、ケースバイケースで異なる圧力分布に対して支持エレメントの緊張度を調和させることにも問題がある。
【０００６】
欧州特許第０ ５９４ ４５１号明細書には、検査力の負荷時に所定の横方向振れを超えないようにした、成形端面形状の変化する平桁形ワイパブレードが開示されている。このためには、ばね桁を特定する内部パラメータの極度に複雑な関係について、特定の限界値を超えてはならない量値が呈示される。呈示された等式からは、実際に使用できる明確な量を導出することは困難でありかつ不完全でしかない。その他の呈示値は、無負荷状態のワイパブレードに関するものであるので、作動中のワイパブレードの品質に関しては殆ど云々することはできない。
【０００７】
更に従来技術の公知思想を転用することは困難である。それというのは、供与されているパラメータは、新たに製作しようとするワイパブレードに直接適用できないからである。
【０００８】
発明の開示：
独立請求項に記載の構成手段を有する本発明のワイパブレードは、払拭動作品質が徹底的に優れているという利点を有している。それというのは、殊に板ガラス上でのワイパブレードのチャタリング、所謂スリップ−スティック（slip-stick）効果が回避されているからである。これは、スリップ−スティック効果に対しては負荷中の尖頭の絶対的な遅れ、要するに絶対的な振れに注意するよりも特に横方向の振れ角度に注意すべきであるという認識の結果である。従ってワイパブレードは、運転中に遅れる方のワイパブレード端部の横方向振れが、特定量の横方向振れ角度を超えないように設計されるのが有利である。次いでこの発見された角度値に基づいて、ワイパブレードにとって互いに一次関係にありかつこの関係において０．００９の上限を超えてはならない重要なパラメータを導出することが可能である。この関係式と呈示の上限とによって、前記支持エレメントのための横断面プロフィールを極めて簡単に決定することができ、この横断面プロフィールによって優れた払拭成績が得られる。特に、全長にわたって一定の横断面を有するワイパブレードを、こうして格別簡便に製作することが可能である。
【０００９】
その他の従属請求項に記載した構成手段によって、本発明のワイパブレードの有利な構成と実施形態が可能である。
【００１０】
払拭動作品質は、当接負荷力と長さの二乗との積と、支持エレメントの弾性係数の４８倍と慣性モーメントＩ_ｚｚ との積との比が上限０．００５を超えない場合に更に向上する。
【００１１】
特に良く適用できる横断面プロフィールは長方形断面形状であり、かつワイパブレードの全長にわたって、実質的に一定の幅と実質的に一定の厚さを有している。支持エレメントはその場合、横方向で並列的に又は上下に重ね合わせて配置された複数の個別桁から成っていてもよく、かつこれらの個別桁の総幅もしくは総厚がその都度１つの総幅及び／又は総厚として合算される。このような長方形の横断面プロフィールの場合、慣性モーメントＩ_ｚｚ はｄ*ｂ^３／１２として使用することができ、この場合ｄ及びｂとしては夫々前記の総厚もしくは総幅を使用することができる。このようにして極めて単純に処理可能な関係式が得られ、数値を限定した上限０．００９、特に０．００５を超えない限り、前記関係式を介してワイパブレードのための支持エレメントを最適化することが可能である。
【００１２】
例えばワイパブレードの全長にわたって変化する、或いは導体状構造又はそれに類した構造を有する複雑な横断面プロフィールを支持エレメントのために選ぶ場合には特に、この選択にも拘わらず、ワイパブレードの運転中の横方向振れ角度γが、０．５゜、殊に０．３゜の量値を超えなければ、優れた払拭品質を得ることが可能になる。この限定数値は、平均摩擦係数が１の場合に該当し、かつ摩擦係数が大きくなるか又は小さくなるのに応じて増減する。
【００１３】
前記の横方向振れ角度γは、支持エレメントの終端部に接する接線が支持エレメントの縦延在方向に延びる軸線に交差する角度である。この横方向振れ角度は近似的に見れば、支持エレメントの縦延在方向の軸線と、支持エレメントに作用するワイパアームの作用点及び支持エレメントの一端を通る１本の直線との成す角度と解することができる。
【００１４】
幅ｂ及び厚さｄが支持エレメントの全長に対して特定の比率関係にある場合には、著しく優れたワイパ払拭成績が得られる。特に幅と厚さの二乗との積は、長さの二乗の４０倍を上回ってはならず、かつ長さの二乗の２０倍を下回ってはならない。複合構成される複数の支持エレメントの幅及び／又は厚さは、その場合に考慮される総幅もしくは総厚に合算される。
【００１５】
請求項１０に記載した構成手段を備えた本発明のワイパブレードは、外向きに低下する当接負荷力分布を設定するためには１つのパラメータだけを変化させればよいという利点を有している。支持エレメントの曲率もしくは該支持エレメントに沿った曲率経過は、自由にプログラミング可能な曲げ加工機械で予め調整することができる。これによって当接負荷力分布、ひいては曲率経過を最適化するための短い実験系列も、迅速にかつ大した経費をかけずに実施することができる。曲率経過を支配する座標軸線が支持エレメントに沿って延在するのが特に有利である。これによって、１つの位置ｘにおける各変化が後続の「ｘ値」のシフトを条件づけるようなカーテシアン座標系への経費高な逆算は回避される。
【００１６】
適合された座標に基づく曲率の第２導関数と、同じく適合された座標に基づく当接負荷力経過との間の数学的関係は、支持エレメント材料の弾性係数並びに支持エレメントの断面二次モーメントが支持エレメントの全長にわたって一定である場合、特に単純になる。当接負荷力分布が設定されると、２回の積分によって、或いは数値的に曲率を直接算出することが可能である。
【００１７】
板ガラスの曲率が支持エレメントの曲率から差し引かれる場合、もしくは板ガラスの曲率の第２導関数が支持エレメントの曲率の第２導関数から差し引かれる場合には、複雑化された曲率経過を有する板ガラスに対してもこのようなワイパブレードを最適に適合させることが可能になる。この場合には、扁平な板ガラスに圧着されるワイパブレードに対して所望された場合と同様に当接負荷力分布を規定することが可能である。この場合、各曲率の第２導関数の差は、この当接負荷力分布に比例している。
【００１８】
請求項１５に記載した構成手段を備えた本発明のワイパブレードによって得られる利点は、平均的な板ガラスタイプに対し特別の適合処置なしに顕著なワイパ払拭成績が得られることである。前記の著しく単純な手段によって、大抵の場合に当接負荷力分布が要件を満たすことができる。前記の支点は、厳守すべき曲率経過を決定するのに充分な正確さを有している。
【００１９】
請求項１５に記載のワイパブレードは、請求項１６に記載した手段によって最適化される。比較的複雑な板ガラス曲率経過の場合でも、特定の支点における当接負荷力分布を設定することによって、払拭品質を向上させることができる。それにも拘わらず煩雑な計算なしにワイパブレードを構成することが可能である。曲率経過は実質的に前もって決定され、かつ単純な実験によって最適化される。ワイパブレードが払拭すべき板ガラスに押圧された場合に生じる当接負荷力分布が、ワイパブレードの中点と終端部との間のほぼ１／２の領域では、ワイパブレードの終端部における当接負荷力分布よりも高くなるような設定を厳守する限り、顕著な払拭品質が保証される。
【００２０】
このようなワイパブレードの本発明による製法では、個々のパラメータが本発明の思想に相応して選択され、かつ支持エレメントには、該支持エレメントの曲率経過が前記の条件の少なくとも１つを満たすように曲げ加工が施される。その場合、支持エレメントに先ず曲げ加工を施し、次いで該支持エレメントをワイパストリップ及び継手エレメントと組合せて接合するのが特に有利である。その場合先ず継手エレメントを支持エレメントと結合し、次いで初めてワイパストリップを接合することも可能である。
【００２１】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２２】
図１に示したワイパブレード１０は、ワイパストリップ１４のための、長く延在したばね弾性質の、平桁とも呼ばれる支持エレメント１２を有し、該支持エレメントは図１０に別個に図示されている。図１，図３及び図４から判るように、支持エレメント１２とワイパストリップ１４は、縦軸線平行に互いに接合されている。図１に一点鎖線で略示した払拭すべき板ガラス１５とは反対の側の支持エレメント１２の上面には、連結手段として継手エレメント１６が配置されており、該継手エレメントを介してワイパブレード１０は、自動車の車体に沿ってガイドされて駆動されるワイパアーム１８と着脱可能に連結することができる。板ガラス１５に対面した方の前記支持エレメント１２の下面には、長く延在したゴム弾性質のワイパストリップ１４が配置されている。
【００２３】
ワイパアーム１８の自由端部２０には、対応接続手段として働くフックが一体成形されており、該フックは、ワイパブレード１０の継手エレメント１６に所属するジョイントピン２２に係合している。ワイパアーム１８とワイパブレード１０との間の位置固定は、それ自体公知の、アダプタとして形成された位置固定手段（詳細には図示せず）によって引受けられる。
【００２４】
ワイパアーム１８は（ひいては該ワイパアームの自由端部２０つまりフック端部も）矢印２４の方向に、払拭すべき板ガラス１５へ向かって負荷されており、該板ガラスの払拭すべき表面は、図１及び図２では一点鎖線２６によって示唆されている。負荷力 Ｆ_ｗｆ（矢印２４）は、ワイパブレード１０をその全長にわたって、払拭すべき板ガラス１５の表面２６に当接させる。
【００２５】
図２に示した一点鎖線２６は、払拭フィールドの領域で板ガラス表面の最強度の曲率を成しているので、両端で板ガラスに接しているが依然無負荷状態にあるワイパブレード１０の曲率が、球面状に湾曲された板ガラス１５の最大曲率よりも強くなるということが明らかである。当接負荷力 Ｆ_ｗｆ（矢印２４）を受けると、ワイパブレード１０は、ワイパストリップ１４に所属するワイパリップ２８を以て、ワイパブレードの全長にわたって板ガラス表面２６に当接する。それに伴って、帯状のばね弾性質の支持エレメント１２内には、ワイパストリップ１４もしくはワイパリップ２８を、その全長にわたって自動車の板ガラス１５に整然と当接させるように働く張力が形成される。払拭動作中にワイパアーム１８はワイパブレード１０を、その縦延在方向に対して横方向で板ガラス１５に沿って運動させる。この払拭運動又はワイパ作業運動は図１では二重矢印２９によって表されている。
【００２６】
次に本発明によるワイパブレード１０の特別な実施形態を詳説する。正しい尺度ではないが図３に示すように、ワイパストリップ１４は、板ガラス１５に面した方の、支持エレメント１２の帯下面に沿って配置されている。支持エレメント１２から距離を隔ててワイパストリップ１４は、その縦中心域に揺れウェブ（ロッカ・ウェブ）３０を残存させるように、ワイパストリップの両縦辺側から絞り込まれており、前記揺れウェブはワイパストリップ１４の全長にわたって延在している。揺れウェブ３０は、実質的に楔形横断面を有するワイパリップ２８へ移行している。当接負荷力（矢印２４）によって、ワイパブレード１０もしくはワイパリップ２８は、板ガラス１５の払拭すべき表面に圧着され、それに伴って該ワイパリップは払拭運動の影響を受けて、いわゆる引摺り姿勢へ傾倒し、この引摺り姿勢でワイパリップ２８は、支持エレメント１２に保持されたワイパストリップ１４の部分に支持される。なお図３では、二重反転式の払拭運動（矢印２９）の一方の運動方向が方向矢印３２によって特別に示唆されている。図３に矢印３４によって表示した前記支持作用は常時、その都度の払拭方向（二重矢印２９もしくは矢印３２）に関連して、各払拭方向で見て後位に位置する方の、ワイパリップ２８の上縁で行われるので、該ワイパリップは常時いわゆる一方の引摺り姿勢で板ガラスに沿ってガイドされる。この引摺り姿勢は、ワイパ装置を効果的に低ノイズで稼働させるために必要である。引摺り姿勢の反転は、ワイパブレード１０がその払拭運動（二重矢印２９）を逆転する時点の、該ワイパブレード１０のいわゆる反転位置で行われる。その時点にワイパブレードは上向・下向運動を行い、該運動は、ワイパリップ２８の反転傾動によって生ぜしめられている。上向運動は、矢印２４の方向とは逆向きに、従って当接力に抗して行われる。矢印３２とは逆向きの他方の払拭運動では、従って図３の鏡像が生じる。
【００２７】
図１のワイパブレードに対比して拡大して示した図４には、幅ｂ及び厚さｄから成る長方形切断面の横断面プロフィール４０が図示されている。更にまた支持エレメント１２に関する座標系も図示されている。図６では第３の座標として、支持エレメント１２の曲率に倣ったｓ軸座標が記入されており、該ｓ軸座標に対して、ｙ軸座標及びｚ軸座標は直交している。
【００２８】
いまワイパブレード１０が、特にワイパアーム１８によって当接負荷力 Ｆ_ｗｆ（矢印２４）で板ガラス表面２６に圧着されると、或る所定の力分布 ｐ(s) が得られ、これによって支持エレメント１２の中点で最大値になるモーメント Ｍ(s) が生じる。払拭動作にとっては好ましい一定の当接負荷力分布 ｐ＝Ｆ_ｗｆ／Ｌの場合のモーメントは下式の通りである。
【００２９】
【数７】

【００３０】
従って
【００３１】
【数８】

【００３２】
特にワイパリップの折り返しに適した、外向きに低下する当接負荷力分布の場合モーメント Ｍ(s) はその全長にわたって、一定の力分布について算出されたモーメントよりも幾分小さい。すなわち：
【００３３】
【数９】

【００３４】
ところで、乾燥した板ガラスの摩擦係数μをほぼ１とすれば、運転中の横方向モーメントは曲げモーメント Ｍ(s) に等しく、これは特に規定の力分布 _ｐ(s) から生じる。
【００３５】
横方向曲げモーメントから横方向振れ角度γが生じ、該横方向振れ角度は、ワイパブレードにおけるワイパアームの作用点からワイパブレード端部に至るまでの個々の振れの積分算法によって算出することができる。継手エレメント１６が中点に配置されている場合の振れ角度は次式によって算出される。すなわち
【００３６】
【数１０】

【００３７】
当接負荷力 Ｆ_ｗｆ が一定分布の場合のモーメントの関係式を考慮すれば、角度γの単純な見積り式が次のよう得られる。すなわち
【００３８】
【数１１】

【００３９】
積分算法によって次式が得られる。すなわち
【００４０】
【数１２】

【００４１】
本発明では、角度γが値０．５゜（＝０．００９rad）、特に有利には値０．３゜（＝０．００５rad）を超えない場合に、殊にチャタリングを回避することによって優れた払拭品質が得られるという認識が基礎になっている。これによって当接負荷力とワイパブレードの幾何学的量値との間の単純な関係式が次の条件式に従って導き出される。すなわち
【００４２】
【数１３】

【００４３】
特に
【００４４】
【数１４】

【００４５】
図４に図示したような長方形の横断面プロフィール４０の場合の慣性モーメントは次のように定められる。
【００４６】
【数１５】

【００４７】
但し式中：ｄ＝支持エレメントの厚さ
ｂ＝支持エレメントの幅である。
【００４８】
幅ｂ及び厚さｄは次のように、すなわち
【００４９】
【数１６】

【００５０】
になるように、殊に有利には＜０．００５になるように選ばれる。
【００５１】
支持エレメント１２が、図５に図示したように２つの個別のばね桁４２，４４に分割されている場合には、上記の熟考によって近似的に幅ｂを個別幅ｂ１とｂ２の和、つまりｂ＝ｂ_１＋ｂ_２と見做すことができる。従って、このようなシステムについても、１つの支持エレメントの幅と厚さとの間の単純な関係式が導き出される。
【００５２】
長方形の横断面プロフィールを選ぼうとしない場合には、慣性モーメントＩ_ｚｚを決定し、かつ前記の関係式に相応に挿入することが必要である。同様にワイパブレードの全長にわたる横断面の変化又はワイパブレードにおけるワイパアームの偏心した作用点を上記の考察に相応して斟酌することが必要である。
【００５３】
一方の引摺り姿勢から他方の引摺り姿勢へワイパリップ２８を、できるだけ低ノイズで折返して反転させるために、当接負荷力（矢印２４）を分配するために働く支持エレメント１２は、板ガラス表面２６に接するワイパストリップ１４もしくはワイパリップ２８の中央区分３６（図１０参照）における当接圧の方が、両終端区分３８の少なくとも一方における当接圧よりも大きくなるように設計されている。
【００５４】
支持エレメントに関する当接負荷力の分配は、例えば横断面プロフィール、支持エレメントの全長にわたる横断面経過、或いは支持エレメントに沿った半径経過 Ｒ(s) のような支持エレメントの種々のパラメータに関連して行われる。従って設定当接負荷力分布ｐ(s) の方向での支持エレメントの最適化は極めてコスト高になる。ところで本発明は、支持エレメントの全長にわたって実質的に一定の、特に長方形横断面を有する支持エレメントの場合には、支持エレメントに沿って延びるｓ軸座標に沿って曲率Ｋを設定することによって当接負荷力分布ｐ(s)を確定することができるという認識に基づいている。その曲率 Ｋ(s) は、ｓ軸座標を関数とする逆半径に等しい。すなわち
Ｋ(s)＝１／Ｒ(s)
この支持エレメントの場合、曲げモーメントＭと支持エレメントの半径Ｒと該支持エレメントの弾性係数Ｅと各部位で優勢な断面二次モーメントＩとの間に１つの関係式が成り立つ。この関係式は、支持エレメントに連動して走行するｓ軸座標に関連する場合には特に単純になる。すなわち：
Ｋ(s)＝Ｍ(s)／Ｅ*Ｉ
部位ｓによる２回の微分によって次の関係式が得られる。すなわち：
【００５５】
【数１７】

【００５６】
連動するｓ軸座標による曲げモーメントＭの第２の導関数が、ｓ軸座標に沿った当接負荷力分布ｐ（つまり扁平な板ガラスに支持エレメントを圧着した場合に生じる当接負荷力分布）に等しいので、このことから、連動するｓ軸座標による曲率Ｋの第２導関数が、定数を除けば、扁平板ガラスにおける前記当接負荷力分布ｐに合致することが判る。定数は弾性係数Ｅ並びに断面二次モーメントＩに関連しており、前記断面二次モーメント自体は、これが長方形横断面の場合には極めて単純になる。外向きに低下する当接負荷力分布ｐが規定されている場合、計算機によって、或いは簡単な実験で、曲率プロフィールＫ(s) を求めることができる。従って支持エレメントの外部形状、ひいては製作のために必要な支持エレメントのパラメータは、当業者によって簡単に求めることができる。
【００５７】
ワイパブレードの使用を必要とする板ガラスの形状を考慮するためには、上記の関係式は、次のように修正されねばならない。すなわち、扁平な板ガラスのために規定されていてｓ軸座標に沿った外向きに低下する当接負荷力分布ｐが弾性係数Ｅ及び断面二次モーメントＩによって除され、ｓ軸座標に基づく板ガラスの曲率Ｋ_{Ｓｃｈｅｉｂｅ}の第２導関数がこれに加算されねばならない。すなわち：
【００５８】
【数１８】

【００５９】
この点に関しても、特定の板ガラスのための支持エレメントを構成することは当業者にとって容易である。すなわち：
（ａ）長さＬ及び横断面プロフィール、特に幅ｂ及び厚さｄを経験値に従って確定する；
（ｂ）扁平板ガラスのために、優れた払拭品質を保証する当接負荷力Ｆ_ｗｆもしくは当接負荷力分布ｐを、やはり経験値に従って確定する；
（ｃ）板ガラスの曲率経過Ｋ_{Ｓｃｈｅｉｂｅ}を計測する；
（ｄ）曲率と連動するｓ軸座標に基づいて板ガラスの前記曲率経過Ｋ_{Ｓｃｈｅｉｂｅ}を２回導出する；
（ｅ）上記関係式に基づいて支持エレメントの曲率経過Ｋ(s)の第２導関数を算出する；
（ｆ）２回の積分によって支持エレメントの、求められる曲率経過Ｋ(s)が得られる。
【００６０】
扁平板ガラスにワイパブレードを圧着した時に圧倒的に生じる当接負荷力分布が、ワイパブレードの中点と端部との間のほぼ１／２の領域において、ワイパブレードの端部における当接負荷力分布よりも高くなるように、連動するｓ軸座標に沿った曲率Ｋを構成すれば、優れた払拭成績が得られることが判った。図８及び図９では、この横断面プロフィール４０の領域が一方の側について示唆されている。本発明は、この横断面プロフィール４０の領域における当接負荷力分布ｐの経過の重要性が、横断面プロフィール４０の領域における当接負荷力分布ｐとワイパブレードの端部における当接負荷力分布ｐとの間の関係よりも小さいという認識に基づいている。図８及び図９には、ワイパブレードの全長Ｌが夫々プロットされており、しかも継手エレメント１６がワイパブレードの中点に配置されているので、ワイパブレード端部における長さ値は０．５０Ｌとなる。
【００６１】
極めて優れた払拭成績が得られるのは、ワイパブレードが払拭すべき板ガラスに圧着された場合に生じる当接負荷力分布ｐが、ワイパブレードの中点と端部との間のほぼ１／２の領域において、ワイパブレードの端部における当接負荷力分布よりも高くなるような値を、支持エレメント１２の縦延在方向に倣うｓ軸座標に沿った曲率Ｋが有している場合である。ワイパブレードを規定することになる板ガラス経過を考慮することによって、任意の板ガラスの一般的適性が制限されはするが、選択された板ガラスは最適に払拭される。
【００６２】
図１０には、板ガラス１５において、ワイパブレードの終端部の方へ向かって低下するワイパリップ２８の当接負荷力分布ｐを生ぜしめることのできる、支持エレメント１２に可能な曲率経過Ｋが図示されている。ワイパブレードによって擦過される払拭フィールドの領域において湾曲された板ガラスよりも無負荷状態において強い凹面曲率を有する前記のばね弾性質の支持エレメント１２の場合、曲率経過Ｋは、支持エレメント１２の中央区分３６の方が該支持エレメントの終端区分３８よりも強くなるように構成されている。
【００６３】
一方のワイパブレード終端部領域において、或いはワイパブレードの両終端部領域において板ガラス表面２６に接するワイパリップ２８の当接負荷力を減少することによって、一方の引摺り姿勢から他方の引摺り姿勢へのワイパリップ２８の衝撃的な反転又は跳ね返りが回避される。むしろ本発明のワイパブレードでは、ワイパブレード終端部から漸進的にワイパリップ中点へ、もしくは他方のワイパリップ終端部に至るまで、ワイパリップは比較的ソフトに折り返される。図３は図１と相俟って、球面状に湾曲された板ガラスの場合でも、ワイパリップ２８の低負荷された終端区分がそれでも効果的に板ガラス表面に接することを示している。
【００６４】
全ての実施例に共通な点は、板ガラス１５に接するワイパストリップ１４の当接圧（矢印２４）がワイパリップの中央区分において、その両終端区分３８の少なくとも一方における当接圧よりも大であることである。このことは、ばねレールとして示した一体的な支持エレメント１２を備えた図示のワイパブレード１０とは異なって、支持エレメントを多部分から構成した場合も該当する。しかし事情によっては、別の当接負荷力分布を生ぜしめることが必要になる場合もある。しかし前記の関係を考慮することによって、顕著な払拭成績を奏するワイパブレードを構成することが可能である。
【００６５】
ワイパブレードの本発明の製法では、すでに前述した通り、先ず輪郭と曲率経過Ｋが決定され、次いで支持エレメント１２が、ワイパストリップ１４及び継手エレメント１６と組合わされる。支持エレメントが、２条の平行な平桁から構成されている場合には、両平桁は、殊に有利には一緒に、つまりすぐ隣接して前屈され、これによってワイパブレードの極めて対称的な、ひいては捩れ安定性を有する構造が保証される。両方の支持エレメント半部は本方法ではその場合、誤った分離を避けるために一緒に更に加工されねばならない。支持エレメントに湾曲を施した後に先ず、ワイパストリップが、例えば接着又は加硫処理によって装着されるか、或いは、特に２つの支持エレメント半部の場合も、支持エレメント半部をワイパストリップの縦溝内に装嵌することによって装着され、次いで継手エレメントが装着される。該継手エレメントを溶接する場合には特に、ワイパゴムの熱損傷を避けるために、ワイパストリップは溶接後に初めて装着されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 板ガラスに向かって負荷されたワイパアームに連結されていて板ガラスに接した状態にあるワイパブレードの斜視図である。
【図２】 図１に対比し縮尺して側面図で示した、無負荷状態で板ガラス面に載置されるワイパブレードの原理図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿ったワイパブレードの拡大断面図である。
【図４】 図３に示したワイパブレードの１変化態様を示す図である。
【図５】 図３に示したワイパブレードの更に異なった変化態様を示す図である。
【図６】 座標系を併記して示したワイパブレードの１実施形態の側面図である。
【図７】 図６に示したワイパブレードの平面図である。
【図８】 ワイパブレードの全長にわたる負荷力分布の算定値及び測定値の１プロット図である。
【図９】 ワイパブレードの全長にわたる負荷力分布の算定値及び測定値の別のプロット図である。
【図１０】 縮尺して示したワイパブレードに所属する支持エレメントの原理的な側面図である。
【符号の説明】
１０ ワイパブレード、 １２ 支持エレメント、 １４ ワイパストリップ、 １５ 板ガラス、 １６ 継手エレメント、 １８ ワイパアーム、 ２０ 自由端部、 ２２ ジョイントピン、 ２４ 当接負荷力Ｆ_ｗｆによる負荷方向を示す矢印、 ２６ 払拭すべき板ガラス表面を示唆する一点鎖線、 ２８ ワイパリップ、 ２９ 払拭運動を示す二重矢印、 ３０ 揺れウェブ、 ３２ 払拭方向を示す矢印、 ３６ ワイパリップの中央区分、 ３８ ワイパリップの両終端区分、 ４０ 長方形の横断面プロフィール

Claims (18)

1. 少なくとも１つの支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、ワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）が、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁である形式の、自動車の板ガラス用のワイパブレードにおいて、Ｆ_ｗｆが、ワイパアーム（１８）によってワイパブレードに加えられる当接負荷力又は該ワイパブレードに対して初めに設定された当接負荷力、Ｌが支持エレメント（１２）の長さ、Ｅが前記支持エレメント（１２）の弾性係数、Ｉ_ｚｚが、該支持エレメント（１２）と一緒に連動するｓ軸に対して垂直であり且つｙ軸に対して垂直なｚ軸を中心とする横断面プロフィールの慣性モーメントとすれば、支持エレメント（１２）が次の条件
   

   

   を満たす横断面プロフィールを有していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
2. 横断面プロフィールが次の条件
   

   

   を満たしている、請求項１記載のワイパブレード。
3. 支持エレメント（１２）が、実質的に一定の幅ｂと実質的に一定の厚さｄとを有する、実質的に長方形の横断面プロフィール（４０）を備えている、請求項１又は２記載のワイパブレード。
4. 支持エレメント（１２）が、少なくとも２つの個別桁（４２，４４）から成り、かつ個別桁（４２，４４）の幅（ｂ１，ｂ２）が総幅ｂに加算される、請求項３記載のワイパブレード。
5. 支持エレメント（１２）の幅ｂ及び厚さｄが、次の条件
   

   

   を満たすように選ばれている、請求項３又は４記載のワイパブレード。
6. 平桁の幅ｂ及び厚さｄが、次の条件
   

   

   を満たすように選ばれている、請求項３又は４記載のワイパブレード。
7. 少なくとも１つの支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、ワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）を、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁として構成した形式の、請求項３から５までのいずれか１項記載の自動車の板ガラス用のワイパブレードにおいて、ワイパブレードがその縦延在方向に対して横方向で板ガラス表面（２６）を運動する際に、支持エレメント（１２）の縦延在方向に関して少なくとも１つの支持エレメント端部の横方向振れ角度γ＜０．５゜を板ガラス表面（２６）で発生させる横断面プロフィール（４０）を前記支持エレメント（１２）が有するよう、
   

   

   を満たすように選ばれ、かつ板ガラス表面（２６）とワイパストリップ（１４）との間の摩擦係数が約１であることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
8. 少なくとも１つの支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、ワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）を、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁として構成した形式の、請求項３から７までのいずれか１項記載の自動車の板ガラス用のワイパブレードにおいて、Ｌをメートル単位かつｂ及びｄをミリメートル単位で表わすものとして次の条件
   ２０Ｌ^２＜ｂｄ^２＜４０Ｌ^２
   を満たすような長さＬと幅ｂと厚さｄを支持エレメントが有していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
9. 支持エレメントが少なくとも２つの平桁から成る場合、個々の平桁の幅をすべて合算した値を前記幅ｂとする、請求項８記載のワイパブレード。
10. 少なくとも１つの長く延びた支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、運転位置でワイパブレード（１０）を板ガラス（１５）に押圧するワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）が、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁であり、該平桁が、前記ワイパアーム（１８）によって負荷されない状態で曲率を有している形式の、請求項３から９までのいずれか１項記載の自動車の板ガラス（１５）用のワイパブレードにおいて、支持エレメント（１２）の縦延在方向に倣う１本のｓ軸座標に沿った曲率が次のような値、すなわち該ｓ軸座標に従う曲率の第２導関数が、扁平な板ガラス（１５）にワイパブレード（１０）を押圧した場合に生じる当接負荷力分布ｐ(s)に実質的に比例するような値を有しており、かつ前記当接負荷力分布が少なくとも一端へ向かって減少していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
11. 次式
    

    

    が成立し、但し式中：
    ｓ ＝支持エレメントに沿った座標
    Ｋ(s) ＝支持エレメントの曲率経過
    Ｍ(s) ＝曲げモーメント
    Ｅ ＝弾性係数
    Ｉ ＝ニュートラル軸線を基準とする支持エレメントの断面二次モーメント
    ｐ(s) ＝長さ単位当りの比負荷力＝当接負荷力分布
    とする、請求項１０記載のワイパブレード。
12. 少なくとも１つの長く延びた支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、運転位置でワイパブレード（１０）を板ガラス（１５）に押圧するワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）が、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁であり、該平桁が、前記ワイパアーム（１８）によって負荷されない状態で曲率を有している形式の、請求項１１記載の自動車の板ガラス（１５）用のワイパブレードにおいて、支持エレメント（１２）の縦延在方向に倣う１本のｓ軸座標に沿った曲率が次のような値、すなわち該ｓ軸座標に従う曲率の第２導関数が、板ガラス（１５）の曲率の第２導関数を差し引いて、中央域から両終端部の方へ向かって減少するような値を有していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
13. 中央域が継手エレメント（１６）の装着部位である、請求項１２記載のワイパブレード。
14. 次式
    

    

    が成立し、但し式中：
    ｓ ＝支持エレメントに沿った座標
    Ｋ(s) ＝支持エレメントの曲率経過
    Ｋ_Scheibe(s) ＝板ガラスの曲率経過
    Ｅ ＝弾性係数
    Ｉ ＝ニュートラル軸線を基準とする支持エレメントの断面二次モーメント
    ｐ(s) ＝長さ単位当りの比負荷力＝当接負荷力分布
    とする、請求項１２又は１３記載のワイパブレード。
15. 少なくとも１つの長く延びた支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、運転位置でワイパブレード（１０）を板ガラス（１５）に押圧するワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）が、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁であり、該平桁が、前記ワイパアーム（１８）によって負荷されない状態で曲率を有している形式の、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の自動車の板ガラス（１５）用のワイパブレードにおいて、支持エレメント（１２）の縦延在方向に倣う１本のｓ軸座標に沿った曲率が次のような値、すなわちワイパブレード（１０）を扁平な板ガラス（１５）に押圧した場合に生じる当接負荷力分布ｐ(s) が、ワイパブレード（１０）の中点と終端部との間のほぼ１／２の横断面プロフィール（４０）の領域では、ワイパブレード（１０）の終端部における当接負荷力分布よりも高くなるような値を有していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
16. 少なくとも１つの長く延びた支持エレメント（１２）と１つのワイパストリップ（１４）と、運転位置でワイパブレード（１０）を板ガラス（１５）に押圧するワイパアーム（１８）用の継手エレメント（１６）とを備え、しかも前記支持エレメント（１２）が、前記のワイパストリップ（１４）と継手エレメント（１６）との固着された長く延びた平桁であり、該平桁が、前記ワイパアーム（１８）によって負荷されない状態で曲率を有している形式の、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の自動車の板ガラス（１５）用のワイパブレードにおいて、支持エレメント（１２）の縦延在方向に倣う１本のｓ軸座標に沿った曲率が次のような値、すなわちワイパブレード（１０）を払拭すべき板ガラス（１５）に押圧した場合に生じる当接負荷力分布ｐ(s) が、ワイパブレード（１０）の中点と終端部との間のほぼ１／２の領域では、ワイパブレード（１０）の終端部における当接負荷力分布よりも高くなるような値を有していることを特徴とする、自動車の板ガラス用のワイパブレード。
17. 請求項１１から１６までのいずれか１項記載のワイパブレードの製法において、下記の方法上の段階、すなわち：
    （ａ）板ガラスを払拭するために必要な長さＬ及び適合した当接負荷力Ｆ_ｗｆを求める段階、
    （ｂ）幅ｂ及び厚さｄを求める段階、
    （ｃ）支持エレメントの曲率経過Ｋ(s)を求める段階、
    （ｄ）前記求められた曲率経過Ｋ(s)に従い、支持エレメントに曲げ加工を施す段階、及び
    （ｅ）支持エレメントとワイパストリップと継手エレメントを結合する段階
    から成ることを特徴とする、ワイパブレードの製法。
18. 次式
    

    

    が成立し、但し式中：
    ｓ ＝支持エレメントに沿った座標
    Ｋ(s) ＝支持エレメントの曲率経過
    Ｋ _Scheibe (s) ＝板ガラスの曲率経過
    Ｅ ＝弾性係数
    Ｉ ＝ニュートラル軸線を基準とする支持エレメントの断面二次モーメント
    ｐ(s) ＝長さ単位当りの比負荷力＝当接負荷力分布
    に基づき前記支持エレメントの曲率経過Ｋ(s)を求めるため、下記の方法上の段階、すなわち：
    （ｉ）当接負荷力分布 ｐを、経験値によって確定する段階、
    （ii）板ガラスの曲率経過 Ｋ_{Ｓｃｈｅｉｂｅ}を計測する段階、
    （iii）曲率と連動するｓ軸座標に従って板ガラスの前記曲率経過 Ｋ_{Ｓｃｈｅｉｂｅ}を２回微分する段階、
    （iv）支持エレメントの曲率経過 Ｋ(s) の第２導関数を算定する段階、及び
    （ｖ）前記曲率経過 Ｋ(s) の第２導関数を２回積分することによって支持エレメントの曲率経過 Ｋ(s) を求める段階
    から成る、請求項１７記載の製法。

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