JP6242338B2 - ウインドスクリーンワイパ装置 - Google Patents

Description

関連出願との相互参照
本願は、２０１２年１月２０日付で提出された米国仮出願連続番号第６１／５８９，０３９号および２０１１年１１月１８日付で提出された米国仮出願連続番号第６１／５６１，６１８号の利益を主張し、それらの全体が引用によって本明細書に援用される。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概してウインドスクリーンワイパ装置に関し、より正確には、ウインドスクリーンワイパ装置のワイパストリップに関する。

２．関連する技術
典型的なウインドスクリーンワイパ装置のワイパストリップ、すなわちワイパブレードは、車両のフロントガラスを封止して水、雪または他の要素をそこから払いのけるゴム材料で形成される。ワイパブレードに良好なワイプ品質を付与するために、特に、良好な耐摩耗性、低摩擦表面および良好なスリップ性を有する材料が一般に選択される。１つ以上のこれらの特質を向上させる材料は、他の特質に対して負の効果を有することがしばしばある。たとえば、軟質ゴムは、格別のワイプ品質を示すだけでなく、望ましくない高い摩擦抵抗も有するワイパストリップをもたらすことがあり、そのようなワイパブレードの寿命が減少するおそれがある。

一部のワイパ製造業者は、疎水性を有するコーティングをワイパストリップに適用することにより、ワイパブレードの性能を向上させることを試みている。そのようなコーティングによって、より固いゴムでワイパストリップを形成することが可能となり、ワイプ品質を損なうことなく、摩擦が減少し寿命がより長くなる。しかしそのようなコーティングは、非常に高価であり、ワイパストリップに適用しにくく、かつ／または時間とともにすり減る可能性があり、ワイプ品質の低下をもたらす。

本発明の一局面は、性能および寿命が向上した車両のためのウインドスクリーンワイパ装置を提供する。ウインドスクリーンワイパ装置は、長手方向に延在する、可撓性材料からなるワイパストリップを含む。ばね状の材料からなる少なくとも１つの担体は、ワイパストリップを動作可能に支持し、所定の構造へとワイパストリップにバイアスをかける。ウインドスクリーンワイパ装置は、ワイパアームとの接続のための接続装置も含む。ワイパストリップの少なくとも一部分は、可撓性材料に直接形成されるマイクロテクスチャ加工された表面を有する。マイクロテクスチャ加工された表面は、ワイパストリップの耐摩耗性を向上させ、ワイパストリップの摩擦面を減少させ、ワイパストリップのスリップ特性を向上させるように構成され得る。

本発明の別の局面によれば、マイクロテクスチャ加工された表面は、ワイパストリップのワイピング部分に直接形成される。マイクロテクスチャ加工により、ワイピング部分に疎水性がもたらされ、ウインドスクリーンワイパ装置のワイパ品質が向上する。加えて、マイクロテクスチャ加工により、ワイパストリップと車両のフロントガラスとの間の摩擦が減少し、それによりワイパストリップをより軟かい材料で形成することが可能となり、したがってウインドスクリーンワイパ装置の寿命が損なわれることなくワイプ品質がさらに向上する。

本発明のさらに別の局面によれば、ワイパストリップは担体を収容するためのチャネルを含み、チャネルはマイクロテクスチャ加工されている。マイクロテクスチャ加工によりワイパストリップと担体との間の摩擦が減少して、担体によって湾曲した構造へとワイパストリップにバイアスがかけられる場合に生じ得る、ワイパストリップ内での内部応力が低下する。

本発明のさらに別の局面によれば、ワイパストリップは、マイクロテクスチャ加工されたヒンジ部分を含む。ヒンジ部分上のマイクロテクスチャ加工は、雪、氷、ほこり、または他の異物がヒンジ部分に詰まるのを防ぎ、かつ、車両のワイパブレードシステムの動作中にウインドスクリーンワイパ装置が方向を変える時にワイピング部分が前後に旋回するのを防ぐ。

本発明のさらなる局面によれば、ワイパストリップは、マイクロテクスチャ加工されたスポイラ部分を含む。スポイラ部分上のマイクロテクスチャ加工は、スポイラ部分によってもたらされる下方への力を向上させるように構成してもよいし、またはワイパブレードの空力抵抗を減少させるように構成することもできる。

本発明の別の局面は、ウインドスクリーンワイパ装置を作製する方法である。当該方法は、可撓性材料からなり、かつマイクロテクスチャ加工が可撓性材料に直接形成された少なくとも１つの表面を有する、長手方向に延在するワイパストリップを形成するステップを含む。

本発明のさらに別の局面によれば、形成するステップは、マイクロテクスチャ加工により形作られた開口部を有する押出ダイからワイパストリップを押出すことである。押出ダイ上のマイクロテクスチャ加工は、そこから押し出されるワイパブレード上に、直線的に延在するマイクロテクスチャを形成する。これにより、製造上の利点がもたらされる。なぜなら、形作られた開口部を通って押出されている材料と押出ダイとの間の摩擦をマイクロテクスチャ加工が減少させ得るからである。

本発明のさらに別の局面によれば、形成するステップは、マイクロテクスチャ加工された表面を有する金型空洞を有する金型でワイパストリップを射出成形することである。金型空洞で形成されたワイパストリップ上のマイクロテクスチャ加工は、ピラー形状であり得る。または、押出によって形成されたワイパストリップ上のマイクロテクスチャ加工と同様に直線的に延在し得る。

図面の簡単な説明
これらおよび本発明の他の機能および利点は、添付図面に関連して考慮されると以下の詳細な説明を参照することでより良く理解されるようになるため、容易に認識されるであろう。

例示的なウインドスクリーンワイパ装置の斜視立面図である。 図１の線２−２を通る、例示的なウインドスクリーンワイパ装置の断面図である。 図１のウインドスクリーンワイパ装置において射出成形処理によって形成されたワイパストリップの斜視立面図である。 射出成形処理中に形成されたマイクロテクスチャ加工された表面を示す、図３Ａのワイパストリップのワイピング部分の拡大図である。 射出成形処理中に形成されたマイクロテクスチャ加工された表面を示す、図３Ａのワイパストリップのチャネルの拡大図である。 射出成形処理中に形成されたマイクロテクスチャ加工された表面を示す、図３Ａのワイパストリップのヒンジ部分の拡大図である。 射出成形処理中に形成されたマイクロテクスチャ加工された表面を示す、図３Ａのワイパストリップのスポイラ部分の拡大図である。 ワイパストリップを押出すための例示的な押出ダイの正面図である。 図４Ａの押出ダイの一部分の拡大図である。 ワイパストリップを射出成形するための例示的な金型の正面図である。 図５Ａの例示的な金型の拡大図である。 押出処理によって形成された例示的なマイクロテクスチャ加工された表面を示す拡大図である。

有効な実施例の説明
図を参照して、同様の数字はいくつかの図にわたって対応する部品を示す。発明の一局面に従って構成された例示的なウインドスクリーンワイパ装置２０（すなわちワイパブレード）を図１に全体的に示す。図２の断面図を参照して、例示的なウインドスクリーンワイパ装置２０は、ワイピング部分２４、スポイラ部分２６およびヒンジ部分２８を有するワイパストリップ２２を含み、すべて互いに一体的に接続されており、ヒンジ部分２８がワイピング部分２４とスポイラ部分２６との間に配置されている一片の材料として形成される。スポイラ部分２６は、長手方向に延在するチャネル３０を示し、担体３２（「屈筋（flexor）」と称することもある）がチャネル３０に配置される。担体３２は、（ばね鋼などの）ばね状の材料であり、ワイパストリップ２２を動作可能に支持し、所定の構造へとワイパストリップ２２にバイアスをかける。図１を参照して、例示的なウインドスクリーンワイパ装置２０は、従来のウインドスクリーンワイパ装置上に見られるレバーおよびフレームがないことから、「ビーム」型装置である。そのため、湾曲した形状へと例示的な担体３２（図２に図示）に自己バイアスがかけられて、湾曲した構造へとワイパストリップ２２にバイアスがかけられ、それにより、異なる曲率のフロントガラスに適合させることが可能となる。例示的なウインドスクリーンワイパ装置２０は、ワイパアーム（図示せず）との接続のための接続装置３４も含む。加えて、例示的なウインドスクリーンワイパ装置２０の端部において、エンドキャップ３５がワイパストリップ２２または担体３２のいずれかに固定される。しかし、複数のレバーを有するフレームと全体的に直線的にバイアスがかけられた担体とを有する従来型のウインドスクリーンワイパ装置を代替的に使用することができると認識されるべきである。

例示的な一体のワイパストリップ２２は、車両のフロントガラス（図示せず）を封止するための、かつそこから雨、雪、または他の要素を払いのけるための、ゴムなどの可撓性の弾性材料で形成される。図３Ａおよび図３Ｂを参照して、例示的なワイパストリップ２２のワイピング部分２４の外面は、可撓性材料に直接形成され、かつ外面の周辺領域から概ね垂直に離れて延在する複数の支柱（pillar）または他の突起３６によって、マイクロテクスチャ加工されている。このマイクロテクスチャ加工は、雨および雪をフロントガラスから払いのけるためにワイピング部分２４に疎水性を与え、それにより、マイクロテクスチャ加工のない類似のウインドスクリーンワイパ装置と比較して、ウインドスクリーンワイパ装置２０のワイプ品質が向上する。加えて、ワイピング部分２４の外面上のマイクロテクスチャ加工は、ワイパストリップ２２とフロントガラスとの間の全接触面積を減少させて、これらの部材間の摩擦を減少させる。ワイパストリップ２２とフロントガラスとの間の摩擦の減少により、ワイパストリップ２２をより軟かい材料で形成することが可能となり、ウインドスクリーンワイパ装置２０の寿命を損なうことなくワイプ品質がさらに向上する。マイクロテクスチャ加工は、ワイピング部分２４上の氷または他の異物の蓄積にも耐性を有し、それによって、ウインドスクリーンワイパ装置の２０の性能がさらに向上する。

マイクロテクスチャ加工の突起３６はいずれかの所望の形状を有していてもよく、さらにワイパストリップ２２の長さに沿って延在する隆起であってもよい。突起３６はあるパターンに配置することができる。または互いに対して無作為に配置することができる。図示しないが、マイクロテクスチャ加工された表面は、突起３６に加えてまたは突起３６の代わりに、１つ以上の空洞を含んでもよい。加えて、マイクロテクスチャ加工は、たとえば疎水性、摩擦減少、または空力抵抗を最適化するために様々な異なる構造を取ることができる。

図３Ｃを参照して、例示的なワイパストリップ２２は、ワイパストリップ２２と担体３２との間の摩擦を減少させるために、長手方向に延在するチャネル３０の壁面上のマイクロテクスチャ加工を追加的に含む。これにより、図１に示された湾曲した構造へと担体３２によってバイアスがかけられた時に、ワイパストリップ２２内の内部応力を減少させることによって、ウインドスクリーンワイパ装置２０の性能を向上させる。図３に示されるように、チャネル３０上のマイクロテクスチャ加工は、ワイピング部分２４上のマイクロテクスチャ加工とは異なる。具体的には、チャネル３０上のマイクロテクスチャ加工は、摩擦減少および疎水性の両方ではなく、摩擦減少についてのみ最適化される。

図３Ｄを参照して、例示的なワイパストリップ２２は、ワイピング部分２４およびチャネル３０上のマイクロテクスチャ加工とは異なって構成される、ヒンジ部分２８上のマイクロテクスチャ加工された表面も含む。具体的には、ヒンジ部分２８上のマイクロテクスチャ加工は、車両のウインドスクリーンワイパシステムの動作中にウインドスクリーンワイパ装置２０が方向を変える時にワイピング部分２４の旋回動作を防ぐかまたは制約することによって、ウインドスクリーンワイパ装置２０の性能に影響し得る雪、氷、またはほこりがヒンジ部分２８上に蓄積するのを防ぐように最適化される。

図３Ｅを参照して、例示的なワイパストリップ２２は、ワイピング部分２４、チャネル３０、およびヒンジ部分２８上のマイクロテクスチャ加工とは異なって構成される、スポイラ部分２６上のマイクロテクスチャ加工された表面をさらに含む。具体的には、スポイラ上のマイクロテクスチャ加工は、ウインドスクリーンワイパ装置２０の空力抵抗を低減するために複数のくぼみ４０を含む。代替的に、スポイラ部分２６によってもたらされる下方への力を増大させて、車両が高速で走行している際のワイピング部分２４とフロントガラスとの間の密封を向上させるようにマイクロテクスチャ加工を構成することができる。

ワイピング部分２４、チャネル３０、ヒンジ部分２８、およびスポイラ部分２６上の例示的なマイクロテクスチャ加工は、すべて点または支柱形状であり、射出成形処理によって形作られ形成される。ワイパストリップ２２が押出処理によって形成される場合、マイクロテクスチャ加工は直線的に延在することになるであろう。たとえば、図６に示されるマイクロテクスチャ加工は、押出処理によって形成され、概ね直線的にかつ互いに平行に延在する複数のリブ状の突起４１を含む。

本発明の別の局面は、ウインドスクリーンワイパ装置２０を作製する方法を提供する。当該方法は、可撓性材料からなり、かつ可撓性材料に直接形成された複数の突起３６および／または空洞を含む少なくとも１つのマイクロテクスチャ加工された表面を有する、長手方向に延在するワイパストリップ２２を形成するステップを含む。少なくとも１つのマイクロテクスチャ加工された表面は、ワイピング部分２４の外面、内部の長手方向に延在するチャネル３０の壁、スポイラ部分２６の外面、もしくはヒンジ部分２８の外面のうちいずれか１つまたはいずれかの組合せ上に配置することができる。加えて、マイクロテクスチャ加工された表面は、疎水性、摩擦または空力抵抗の減少をもたらすように構成することができる。

一実施例では、ワイパストリップ２２を形成するステップは、図４Ａおよび図４ｂに示される押出ダイ４２などの押出ダイ４２を使用した押出処理によるものである。例示的な押出ダイ４２は、図２に示され上述したワイパストリップ２２の輪郭と同様に形作られた開口部４４を含む。図４Ｂに示されるように、開口部４４の周囲の領域は、非常に小さいノッチ４６または溝によってマイクロテクスチャ加工される。形作られた開口部４４を通ってゴム（またはいずれかの他の可撓性材料）が押出されると、これらのノッチ４６によってワイパストリップ上にミクロサイズの隆起が形成され、結果として得られるワイパストリップ２２に、少なくとも１つのマイクロテクスチャ加工された表面をもたらす。例示的な押出ダイ４２上のノッチ４６は、概ね直角に形作られる。しかし、図示したもの以外の多様な異なる形状を取ることができることが認識されるべきである。押出ダイ４２は、ノッチ４６に加えてまたはノッチ４６の代わりに、複数の非常に小さい突起を有することができるとも認識されるべきである。形作られた開口部４４の全周に沿ってノッチ４６を配置することができる。または開口部４４の所定の部分のみに配置することができる。

押出ダイ４２から生成されたワイパストリップ上のマイクロテクスチャ加工された表面によってもたらされる性能上の利点に加えて、押出ダイ４２のマイクロテクスチャ加工された表面は製造上の利点ももたらす。具体的には、押出ダイ４２上のマイクロテクスチャ加工された表面は、押出ダイ４２と開口部４４を通って押出される材料との間の摩擦を減少させる効果を有し得る。ワイパストリップ２２の製造においてこの点における摩擦が少ないことによって押出処理のより良好な制御が可能となり、押出ダイ４２の開口部４４を通ってゴムを付勢するのに必要とされる圧力が減少する。

別の実施例では、ワイパストリップ２２を形成するステップは、ワイパストリップ２２を射出成形するために形作られた金型空洞５０を有する（図５Ａおよび図５Ｂに示された金型４８などの）金型４８を使用した射出成形処理によるものである。図５ｂの拡大図に示されるように、金型４８は複数の凹部５２を示す。上述した押出ダイ４２のノッチ４６と同様に、凹部５２は非常に小さく、金型４８で射出成形されたワイパストリップにおいてマイクロテクスチャ加工された表面を形成する。凹部５２は、いずれかの所望の形状を有することができ、金型空洞５０全体にわたって配置することができるか、または金型空洞５０の所定の部分にのみ配置することができる。たとえば、ワイパストリップのワイピング部分を形成する金型空洞５０の部分においてのみマイクロテクスチャ加工された表面を含むことが好ましい場合がある。

上記の詳細な説明は、いくつかの現在好ましい実施例に関するものであり、かつ当業者によって本明細書の開示から容易に認識可能な他の実施例が本明細書に組込まれ、最終的に許可される請求項の範囲にあるものと理解されるべきである。

Claims (15)

1. ウインドスクリーンワイパ装置であって、
   長手方向に延在する、可撓性材料から製造され、外面を有するワイパストリップを備え、前記ワイパストリップは、一片の前記可撓性材料として互いに一体に接続されたワイピング部分、ヒンジ部分、およびスポイラ部分を含み、前記ヒンジ部分は、前記ワイピング部分とスポイラ部分との間に配置され、前記ウインドスクリーンワイパ装置はさらに、
   前記ワイパストリップを動作可能に支持し、所定の構造へと前記ワイパストリップにバイアスをかける、ばね状の材料からなる少なくとも１つの担体と、
   ワイパアームとの接続のための接続装置とを備え、
   前記ワイパストリップの前記外面の少なくとも一部分は、前記ワイパストリップの前記可撓性材料に直接形成されるマイクロテクスチャ加工された表面を含み、前記ワイパストリップの前記外面の前記少なくとも一部分は、前記ワイピング、ヒンジ、スポイラ部分のうちの少なくとも２つの、少なくとも２つの別個の部分を含むマイクロテクスチャ加工された表面凹凸を有し、
   前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、互いに離間された複数の凸部を含み、概ね平坦な基準表面から突出する、ウインドスクリーンワイパ装置。
2. 前記複数の凸部は、前記ワイピング部分上にあり、前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、前記スポイラ部分上の複数のくぼみを含む、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
3. 前記複数の凸部は、前記ワイピング部分およびヒンジ部分上にあり、拭き取られた物体の蓄積を防止するために、前記ヒンジ部分上の前記凸部は、前記ワイピング部分上の前記凸部とは異なって配置される、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
4. 前記ワイパストリップに形成された長手方向に延在するチャネルをさらに含み、前記少なくとも１つの担体は、前記長手方向に延在するチャネルに配置され、少なくとも１つのマイクロテクスチャ加工された表面凹凸は前記チャネル内にある、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
5. 前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、前記ワイパストリップの前記ワイピング部分上にある、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
6. 前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、前記ヒンジ部分上にある、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
7. 前記少なくとも２つの異なる部分のマイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、異なるマイクロテクスチャ加工を有する、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
8. 前記担体は湾曲した形状へと自己バイアスがかけられ、湾曲した構造へと前記ワイパストリップにバイアスをかける、請求項１に記載のウインドスクリーンワイパ装置。
9. ウインドスクリーンワイパ装置を作製する方法であって、
   可撓性材料製造され、外面を有する長手方向に延在するワイパストリップを形成するステップを含み、
   前記ワイパストリップを形成するステップは、一片の前記可撓性材料として互いに一体に接続されたワイピング部分、ヒンジ部分、およびスポイラ部分と、マイクロテクスチャ加工が可撓性材料に直接形成された少なくとも１つの表面とを有するワイパストリップを形成することを含み、
   前記ワイパストリップの前記外面の少なくとも一部分は、前記ワイパストリップの前記可撓性材料に直接形成されるマイクロテクスチャ加工された表面を含み、前記ワイパストリップの前記外面の前記少なくとも一部分は、前記ワイピング、ヒンジ、スポイラ部分のうちの少なくとも２つの、少なくとも２つの別個の部分を含むマイクロテクスチャ加工された表面凹凸を有し、
   前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、互いに離間された複数の凸部を含み、概ね平坦な基準表面から突出する、方法。
10. 可撓性材料からなり、かつマイクロテクスチャ加工が可撓性材料に直接形成された少なくとも１つの表面を有する、長手方向に延在するワイパストリップを押出すこととして規定される、請求項９に記載の方法。
11. ワイパストリップを形成するステップはさらに、可撓性材料からなり、かつマイクロテクスチャ加工が可撓性材料に直接形成された少なくとも１つの表面を有する、長手方向に延在するワイパストリップを射出成形することとして規定される、請求項９に記載の方法。
12. 前記複数の凸部は、前記ワイピング部分およびヒンジ部分上にあり、拭き取られた物体の蓄積を防止するために、前記ヒンジ部分上の前記凸部は、前記ワイピング部分上の前記凸部とは異なって配置される、請求項９に記載の方法。
13. ワイパストリップは、マイクロテクスチャ加工された長手方向に延在するチャネルで形成され、ばね状の材料の担体をチャネルに挿入して所定の構造へとワイパストリップにバイアスをかけるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
14. スポイラ部分、ヒンジ部分およびワイピング部分のうち少なくとも２つは、異なるマイクロテクスチャを有するマイクロテクスチャ加工された表面凹凸を有する、請求項９に記載の方法。
15. 前記複数の凸部は、前記ワイピング部分上にあり、前記マイクロテクスチャ加工された表面凹凸は、前記スポイラ部分上の複数のくぼみを含む、請求項９に記載の方法。

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