JP5665883B2 - 特に自動車の窓ガラスのためのワイパブレード並びに該ワイパブレードを製造する方法 - Google Patents

Description

請求項１の上位概念部に記載の形式のワイパブレードでは、ワイパブレードによって擦過される払拭領域全体に亘って、ワイパアームを起点とした窓ガラスへのワイパブレード押し付け圧ができるだけ均一に分配されることが支持エレメントによって保証されるべきである。負荷されていない支持エレメントが、即ち、ワイパブレードが窓ガラスに密着していない場合の支持エレメントが相応に湾曲していることにより、ワイパブレードの運転時には完全に窓ガラスに密着するワイパ条片の両端部は、その湾曲の曲率半径が球面状に湾曲された車両の窓ガラスとは各ワイパブレード位置で異なっているとしても、運転時には緊張している支持エレメントによって窓ガラスに向かって負荷される。ワイパブレードの湾曲は即ち、払拭すべき窓ガラスにおける払拭領域で測定された最も大きな湾曲よりも大きくなくてはならない。従ってこの支持エレメントは、従来のワイパブレードで行われている、ワイパ条片に配置された２つのばねレールを備える手間のかかる支持ヨーク構造の代替として使用されている。

本発明は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１８４９０号明細書により公知であるような、請求項１の上位概念部に記載の形式のワイパブレードに関する。この公知技術では、接続装置が支持エレメントのばねレールを把持し、この領域でばねレールを接続装置に溶接することが提案されている。

このような溶接の欠点は、この領域における高い曲げ力及び剪断力に、ワイパブレードの寿命にわたって耐えられるように、溶接プロセスパラメータを極めて厳密に維持しなければならないことにある。これにより、大量生産されるワイパブレードでは特に高い付加的コストがかかることになる。

発明の概要
発明の利点
請求項１の特徴を備えたワイパブレードは、導入される溶接エネルギが規定の個所に集中していて、規定の方向に拡散するという利点を有している。これにより特に、溶接溶融物を予め規定したように発生させることができ、時間経過において溶接過程を規定することができる。従って、任意の点で溶接溶融物が生じることがなく、接続装置の領域における拡散方向に応じて、接続装置の端部に達する所要時間が異なることもない。これにより最大溶接時間は著しく制限される。

支持エレメントを把持する脚部が、支持エレメントの下面に面した側に少なくとも１つのエネルギ方向指示部を有しているならば、接続装置は簡単に、例えば射出成形部品として製造することができる。

エネルギ方向指示部が、溶接面積と対比して小さいと、特に点状に形成されていると、溶接エネルギの入力は特に簡単に行うことができる。脚部が、支持エレメントに沿って長い１つの延在に亘って延びているならば、１つの直線状のエネルギ方向指示部が有利である。

複数のエネルギ方向指示部が配置されていると、これにより、溶接溶融物が所要面積にわたって分配されるのにかかる最大溶接時間をさらに減じることができるので、特に有利である。この場合、入力される溶接エネルギは、１つだけのエネルギ方向指示部が設けられている場合よりも相応に高く選択されていると有利である。

有利にはエネルギ方向指示部は凸状、特に尖端状の形を有していて、これにより溶接エネルギを点状に正確に導入することができる。さらに、射出成形法により製造された接続装置は極めて簡単に離型することができる。

脚部の領域におけるエネルギ方向指示部が、約１平方ミリメートルの底面積を有しているならば特に有利である。さらに、個々のエネルギ方向指示部の間の間隔が、エネルギ方向指示部の底面の大きさの約３倍に相当するならば、特に有利である。

特に接続装置がプラスチックから成っていて、支持エレメントのばねレールが金属から製造されていると、有利には、溶接エネルギを超音波溶接によってもたらすことができる。

溶接エネルギが支持エレメントの上面から加えられると高い安定性が得られる。接続装置が支持エレメントの上面の領域に少なくとも１つの開口部を有しており、該開口部を通って溶接エネルギを導入可能であると、特に有利である。少なくとも１つのエネルギ方向指示部が前記開口部に向かい合って位置しているならば、安定性はさらに高められる。

単数又は複数の脚部が、支持エレメントのレールを遊びをもって把持するならば、まだ溶接されていないワイパブレードの組み付けは簡単に行うことができる。ばねレールの方向での隆起部の形を有し、エネルギ方向指示部としても利用することができる圧着シームを有している脚部を形成することができる。

溶融流溝が設けられているならば、溶接溶融物の流れを変向する、若しくは止めることができるので、プロセス安全性を改善することができる。溶融流溝は有利には、レールの長手方向延在に沿って延びている。

接続装置が、少なくとも１つの脚部の領域に、少なくとも１つのレールを容易に導入するための導入傾斜部を有しているならば、組み付けはさらに簡単になる。

エネルギ方向指示部の高さが、ばねレールの厚さの３０〜８０％に相当するならば、溶接エネルギを特に確実なプロセスで導入することができることが示されている。０．８〜１ｍｍのばねレールでは、単数又は複数のエネルギ方向指示部が約０．５ｍｍの高さを有していると特に有利である。

接続装置が少なくとも部分的にプラスチック、特に熱可塑性プラスチックから成っていると、安価なワイパブレードが得られる。ばねレールがプラスチック、特に熱可塑性プラスチックによって被覆されていると、支持エレメントと接続装置の溶接を特に有利に行うことができる。

本発明は、ワイパブレードを製造するために方法にも関するものであって、この方法は以下のステップを特徴としている。まず最初に、少なくとも１つのその脚部に、溶接エネルギのための単数又は複数のエネルギ方向指示部を有している接続装置に、単数又は複数のばねレールを押し込む。次いで、溶接エネルギを、エネルギ流がエネルギ方向指示部を起点として拡散し、溶接が制御されて予め規定された通りに行われるように導入する。

図面
以下に、本発明によるワイパブレードの複数の実施例を図面につき詳しく説明する。

ワイパブレードを示す斜視図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 図２の線ＩＩＩの方向で見た部分断面図である。 エネルギ方向指示部の実施例を示す図である。 エネルギ方向指示部の実施例を示す図である。 エネルギ方向指示部の実施例を示す図である。 エネルギ方向指示部の実施例を示す図である。 接続装置の脚部を部分的に示した図である。 接続装置の脚部を部分的に示した図である。 超音波溶接装置における接続装置を示した図である。 図８の変化実施例を示した図である。

実施例の説明
図１に示したワイパブレード１０は、帯状の縦長のばね弾性的な支持エレメント１２を有している（図１及び図２参照）。この支持エレメント１２の、窓ガラスに面した下方の凹状帯面には、縦長のゴム弾性的なワイパ条片１４が、長手方向軸線に平行に取り付けられている。ばねレールとも言われる前記支持エレメント１２の、窓ガラスとは反対側の上方の凸状帯面には、その中央領域に、ワイパブレード側の接続装置１５が配置されており、この接続装置１５によってワイパブレード１０を、図１に一点鎖線で示したワイパアーム１６に取り外し可能に枢着結合することができる。図１の両方向矢印１８の方向で揺動駆動されるワイパアーム１６は、矢印２４の方向で、払拭したいガラス例えば自動車のフロントガラスの方向に負荷される。払拭したいガラスは、図１では一点鎖線２２によって略示されている。一点鎖線２２は、窓ガラス表面の最も大きな湾曲を示しているので、その両端部で窓ガラスに当て付けられている、まだ負荷されていないワイパブレードの湾曲は、窓ガラスの最大湾曲よりも大きいことが明らかである。押圧力（矢印２４）がかけられた状態では、ワイパブレード１０はワイパリップ２６でその全長に亘って窓ガラス表面２２に密着する。この場合、金属製のばね弾性的な支持エレメント１２には応力が生じ、この応力により、ワイパ条片１４若しくはワイパリップ２６がその全長に亘って窓ガラス表面２２に適切に密着することができ、かつ押圧力（矢印２４）が均一に分配される。

以下に、本発明によるワイパブレードの有利な実施態様を詳しく説明する。図２には、接続装置１５の断面図が示されている。接続装置１５は基体３０を有しており、この基体３０は、図２では軸線３４によって示したピン収容部３２（図１参照）を有している。基体３０には、横断面Ｕ字形の対向配置された２つの脚部３６が一体成形されている。該脚部３６のＵ字形の開口部は互いに向かい合って位置している。これにより生じる中空室には、支持エレメント１２の２つのばねレール３８が支承されており、これらばねレール３８の間にはワイパ条片１４が受容されている。

脚部３６は、この実施例では条片状で、接続装置１５の全長に亘って延びている。脚部３６は、基体３０に結合された上方条片４０と、基体３０とは反対側に位置する下方条片４２と、上方条片４０を下方条片４２に結合するウェブ４４とを有している。しかしながら選択的な形式では脚部３６はカラーのように構成されていても良く、部分的にのみ接続装置に沿って延びていても良い。

図３には、図２の矢印ＩＩＩの方向で見た一方の脚部３６が部分的に示されている。このとき、接続装置１５と支持エレメント１２との溶接はまだ行われていないので、エネルギ方向指示部４６が見えている。エネルギ方向指示部４６は、下方条片４２に対向配置されるばねレール３８の方向に向けられるように、下方条片４２に配置されている。この実施例では７つのエネルギ方向指示部４６が、下方条片４２の全長に亘って均一に配置されている。しかしながら、互いに最適な場所に配置された唯１つのエネルギ方向指示部４６を設けることも考えられる。

図３に示したように、１つのエネルギ方向指示部４６の面積であっても、複数のエネルギ方向指示部４６の合計の面積であっても、下方条片４２の面積より小さい。このことは、下方条片４２と、この下方条片４２に対向配置されるばねレール３８との間のオーバラップ領域についても当てはまることである。

エネルギ方向指示部４６はその底面４８はほぼ正方形であって、図４ａによりわかるようにピラミッド状の隆起部５０を有している。底面の各辺の長さは約１ｍｍであって、ピラミッドの高さは約０．５ｍｍである。図４ｂには切頭ピラミッド状の実施例が示されており、この実施例では、小さい方の面の幅ｂは底面の幅Ｂよりも小さく、底面の幅Ｂは、下方条片４２の幅Ｂ´よりも小さい。図４ｃには、エネルギ方向指示部４６が、対になって互いに隣接して配置されていても良いことが示されている。極端な例では、表面の構造化をもたらす多数のエネルギ方向指示部が配置されている。

図５に示されているように、隆起部５０は凸状でも良く、特に半円形に形成されていても良い。従って、エネルギ方向指示部４６とばねレール３８との最初のコンタクトは点接触若しくは少なくとも小面積での接触であると考えられる。

２つのエネルギ方向指示部４６の間の間隔５２は、底面４８の辺の長さ４７，４９の約３倍の大きさであるので、この実施例では約３ｍｍである。エネルギ方向指示部４６の大きさと間隔は、入力したい溶接エネルギに応じたものであって、溶接エネルギは、溶接時間が短く選択されるほど高く選択される。

極端な例では、エネルギ方向指示部４６は、図７に示したように直線状に形成することもできる。この図によりさらに、エネルギ方向指示部４６を横断面で見て三角形状に形成することができることがわかる。脚部３６のＵ字形状の内側におけるその他の形状的な特性とばねレール３８の厚さに応じて、エネルギ方向指示部４６、特に直線状のエネルギ方向指示部４６は、圧着シームとして機能することができる。即ち、ばねレール３８は、脚部３６への導入後、圧着シームにより、軽度のプレス嵌め状態で脚部３６において保持される。直線状のエネルギ方向指示部４６も切頭ピラミッド状に形成されても良い。さらにここでも、対を成すエネルギ方向指示部を形成することもできる。

図８には、接続装置１５とばねレール３８の結合がどのように行われるのかが示されている。この場合、接続装置１５の両下方条片４２がアンビル５４上に載置され、この間に、超音波である溶接エネルギが上方から導入される。このために基体３０と上方条片４０とは開口部５８を有しており、この開口部５８を通って音極６０がばねレール３８の上面にまで達し、音極６０からの超音波エネルギがばねレールへと導入される。超音波は、通常、金属内に保持されたばねレール３８を貫通し、ばねレール３８の下面で、エネルギ方向指示部４６の先端にまで到る。ここを起点としてスポット状に発生された熱が下方条片４２へと導入され、分配される。

少なくとも１つのエネルギ方向指示部４６が各開口部５８のすぐ下に、ひいては音極６０のすぐ下に位置していると特に有利であることがわかっている。このような露出されたエネルギ方向指示部４６を起点として、溶融流のカスケード状の拡散が、下方条片４２上のその他のエネルギ方向指示部４６に沿って生じる。

溶融流をさらに良好に案内するために、図６に示したように溶融流溝６４を設けることができる。この溶融流溝６４は、溶融流がウェブ４４の方向に過剰に流出することを阻止し、下方条片４２に沿った流れを改善する。通常、溶融流溝６４の深さは、エネルギ方向指示部４６の高さに相応するように設けられていると有利である。

エネルギ方向指示部４６の高さは、そこに溶接すべきばねレール３８の厚さの３０〜８０％であると有利であり、０．８ｍｍ〜１ｍｍのレール厚では、有利には０．５ｍｍが選択される。

通常、脚部３６は、支持エレメント１２のばねレール３８を遊びを持って取り囲むので、ばねレール３８は問題なく脚部３６内に導入可能である。しかしながら、上述したとおり圧着シームが設けられる場合には、導入は困難になる。脚部３６の領域に導入傾斜部６２が設けられると、導入は容易になる。脚部３６へのばねレール３８のはめ込み方向は矢印６６で示されている。

この実施例では、接続装置１５は熱可塑性プラスチックから製造されており、有利には射出成形部品として製造されている。ばねレール３８は通常、鋼から成っており、図４に略示したように被覆部材６８を有していて良い。この被覆部材６８は、ばねレール３８を保護し、かつ、ばねレール３８と下方条片４２との間の溶接特性を改善する。被覆部材６８も熱可塑性プラスチックから成っていても良い。

本発明によるワイパブレード１０を製造する方法では、まず、ばねレール３８が接続装置１５の脚部３６内に押し込まれ、溶接すべき位置で、超音波溶接装置のアンビル５４上に固定される。次いで、４つの音極６０が４つの開口部５８内に、ばねレール３８の上面に載置されるまで挿入される。ばねレール３８への音極６０の圧力下で、超音波エネルギがばねレール３８に加えられる。音波はばねレール３８を貫通し、エネルギ方向指示部４６の先端に達し、これを溶融し始める。ここを起点として、下方条片４２のプラスチックが加熱され、溶融部が形成される。溶融流は、このエネルギ方向指示部４６を起点として、負荷される圧力により促進されて、ばねレール３８に面した下方条片４２の表面上に均一に延びていき、溶融流溝６４によって集積される。

超音波エネルギの供給が停止され、溶融流の硬化が始まると、ばねレール３８に加えられる音極６０の圧力は減じられ、音極６０は開口部５８から出て行く。ばねレール３８、ひいては支持エレメント１２は、接続装置１５に堅固に結合され、ワイパ条片１４や場合によってはスポイラやエンドキャップのような別のエレメントを補足することができる。

エネルギを超音波ではなくレーザーによって導入することも考えられ、この場合、接続装置１５若しくはばねレール３８又はその被覆部材６８の伝達率若しくは吸収率を、最初の熱の発生がエネルギ方向指示部４６の領域で行われるように、レーザーの波長に適合させる。

Claims (26)

1. ワイパブレードであって、弾性的なワイパ条片（１４）を支持する、少なくとも１つのばね弾性的なばねレール（３８）を有した支持エレメント（１２）を有しており、接続装置（１５）が設けられており、該接続装置（１５）はワイパアーム（１６）に直接又はアダプタを介して接続することができ、支持エレメント（１２）の少なくとも１つのばねレール（３８）に溶接されている形式のものにおいて、
   前記接続装置（１５）は、少なくとも部分的にプラスチックから成っており、
   前記接続装置（１５）は、少なくとも１つのばねレール（３８）を把持する脚部（３６）に、隆起部として構成され、溶接エネルギが導入された際に溶融流の起点となる少なくとも１つのエネルギ方向指示部（４６）を有しており、
   前記エネルギ方向指示部（４６）は、ばねレール（３８）と接続装置（１５）との間の規定された個所に溶接エネルギを導入させることを特徴とするワイパブレード。
2. 支持エレメント（１２）が、凸状の上面と凹状の下面とを有しており、前記各脚部（３６）が、支持エレメント（１２）の前記下面に面した側に少なくとも１つのエネルギ方向指示部（４６）を有している、請求項１記載のワイパブレード。
3. エネルギ方向指示部（４６）が、溶接面積と対比して小さい、請求項１又は２記載のワイパブレード。
4. エネルギ方向指示部（４６）が点状である、請求項１から３までのいずれか１項記載のワイパブレード。
5. エネルギ方向指示部（４６）が切頭ピラミッド状である、請求項１から３までのいずれか１項記載のワイパブレード。
6. エネルギ方向指示部（４６）が直線状である、請求項１から３までのいずれか１項記載のワイパブレード。
7. 複数のエネルギ方向指示部（４６）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のワイパブレード。
8. エネルギ方向指示部（４６）が凸状の形を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のワイパブレード。
9. エネルギ方向指示部（４６）が尖端状の形を有している、請求項８記載のワイパブレード。
10. エネルギ方向指示部（４６）が脚部（３６）において、ほぼ１平方ミリメートルの底面（４８）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のワイパブレード。
11. 個々のエネルギ方向指示部（４６）間の間隔（５２）が、１つのエネルギ方向指示部（４６）の底面（４８）の大きさの約３倍の大きさを有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のワイパブレード。
12. 溶接エネルギが超音波溶接によってもたらされる、請求項１から１１までのいずれか１項記載のワイパブレード。
13. 溶接エネルギが支持エレメント（１２）の上面から加えられる、請求項１から１２までのいずれか１項記載のワイパブレード。
14. 接続装置（１５）が支持エレメント（１２）の上面の領域で、少なくとも１つの開口部（５８）を有しており、該開口部を通して溶接エネルギが導入される、請求項１から１３までのいずれか１項記載のワイパブレード。
15. 少なくとも１つのエネルギ方向指示部（４６）が、前記開口部（５８）に向かい合って位置している、請求項１４記載のワイパブレード。
16. 前記脚部（３６）が、支持エレメント（１２）のばねレール（３８）を遊びをもって把持している、請求項１から１５までのいずれか１項記載のワイパブレード。
17. 前記脚部（３６）に、ばねレール（３８）の方向に隆起した形態の少なくとも１つの圧着シームが設けられており、該圧着シームはエネルギ方向指示部（４６）としても使用される、請求項１から１６までのいずれか１項記載のワイパブレード。
18. 溶接溶融物を案内及び／又は保持するために、少なくとも１つの溶融流溝（６４）が設けられている、請求項１から１７までのいずれか１項記載のワイパブレード。
19. 溶融流溝（６４）が、ばねレール（３８）の長手方向に沿って延びている、請求項１８記載のワイパブレード。
20. 接続装置（１５）が、少なくとも１つの脚部（３６）の領域に、少なくとも１つのばねレール（３８）の導入を簡単にするための導入傾斜部（６２）を有している、請求項１から１９までのいずれか１項記載のワイパブレード。
21. エネルギ方向指示部（４６）の高さが、ばねレール（３８）の厚さの３０〜８０％に相当する、請求項１から２０までのいずれか１項記載のワイパブレード。
22. 前記接続装置（１５）が熱可塑性プラスチックから成っている、請求項１から２１までのいずれか１項記載のワイパブレード。
23. ばねレール（３８）がプラスチックによって被覆されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載のワイパブレード。
24. ばねレール（３８）が熱可塑性プラスチックによって被覆されている、請求項２３記載のワイパブレード。
25. 前記ワイパブレードは、自動車の窓ガラス用である、請求項１から２４までのいずれか１項記載のワイパブレード。
26. 請求項１から２５までのいずれか１項記載のワイパブレードを製造する方法であって、以下のステップ、即ち、
    単数又は複数のばねレール（３８）を接続装置（１５）内に押し込み、
    接続装置（１５）に設けられた少なくとも１つの開口部（５８）を通して単数又は複数のばねレール（３８）に溶接エネルギを導入し、この溶接エネルギが、隆起部として構成され、溶接エネルギが導入された際に溶融流の起点となる少なくとも１つのエネルギ方向指示部（４６）を介して、接続装置（１５）の少なくとも１つの脚部（３６）を支持エレメント（１２）の下面に所定の通りに溶接する、というステップを有していることを特徴とする、ワイパブレードを製造する方法。

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