JP6454198B2 - ワイパー - Google Patents
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Description
すなわち、本発明に係るワイパーは、往復移動する工作機械の防護扉である対象物の被清掃面に対して直立姿勢で押し付けながら、被清掃面に付着した異物を除去するワイパーであって、前記被清掃面の直交方向に延在するように配置された取付部を有する本体部と、前記被清掃面に接触可能な端部を有するリップ部とが、長手方向の両面に互いに背向する溝として形成されるネック部を介して、直線状に前記被清掃面の直交方向に延在して一体化され、前記取付部以外の部分はゴム弾性体で形成されており、前記ゴム弾性体の硬さは、デュロメータA硬さで75〜85であり、前記リップ部は、前記ネック部から延在すると共に前記長手方向に直交する断面が前記ネック部から前記端部に向かって先細りする台形状に形成されるリップ基部と、前記リップ基部から突出して前記端部を形成すると共に前記長手方向に直交する断面が矩形状に形成されるリップ先端部とからなり、前記対象物が往復移動する際に、前記ネック部より端部側の前記リップ先端部を主体としたリップ部が弓なり状に弾性変形すると共に、前記ネック部から前記取付部の際までの前記本体部が弓なり状に弾性変形可能に構成されることを特徴とする。
ここで、硬さは、JIS K6253(2012)準拠のタイプAデュロメーター(ゴム硬さ計)により測定した値である。
また、往復移動する対象物が工作機械の防護扉である。これにより、動力を確実に抑制して、工作機械内部への異物の侵入及び工作機械から発生した切削液や切り粉等の飛散を防止するべく防護扉と工作機械の隙間を素早く塞ぐことができる。また、拭き取り性や耐久性を損なうことなく、防護扉に付着した異物を拭き取ることができる。
L1/W1が1より小さいと、先端剛性が大きくなり作動力が高くなる。また、L1/W1が3より大きいと、先端剛性が低下して拭き取り性が低下する。従って、1≦L1/W1≦3の範囲を満たすことにより、ワイパーのリップ部がしなやかに変形して反転することができる。
前記リップ部の延在方向の長さL0は、前記リップ先端部の延在方向の長さL1に対し、6≦L0/L1≦8の範囲を満たして良い。
リップ角度αが22より大きいと、リップ部が弓なり状に変形しにくくなり、ビビリ音が発生する可能性がある。また、リップ角度αが10より小さいと、先端剛性が低下して拭き取り性が低下する。同様に、L0/L1が6より小さいと、リップ部が弓なり状に変形しにくくなり、ビビリ音が発生する可能性がある。また、L0/L1が8より大きいと、先端剛性が低下して拭き取り性が低下する。従って、リップ基部の長手方向の両面のなすリップ角度αが10〜22度の範囲であり、6≦L0/L1≦8の範囲を満たすことにより、リップ部が適度に弓なり状に弾性変形し、先端剛性を抑制すると共に、拭き取り性や耐久性を確保することができる。
初期作動力と往復移動の方向切り替わり時のリップ先端部の傾斜の向きが反転する際は、往復移動の作動中と比較してより大きい作動力を要するため、初期作動力や往復移動の方向切り替わり時においても拭き取り性や耐久性を損なうことなく、往復移動の方向切り替わり時の作動力を確実に抑制できるワイパーを提供できる。
これにより、ネック部およびリップ部が、可撓性を備えることができる。
本実施形態に係るワイパーは、多軸制御式の複合加工機などマシニングセンタと称される自動運転方式の工作機械の防護扉(以下、「ドア」と称する。)等に用いられる。
まず、図1及び図2に基づいて、本実施形態に係るワイパーについて説明する。図1は、本実施形態に係るワイパーを示す斜視図である。図2は、本実施形態に係るワイパーの寸法を示す図であり、(a)は正面図であり、(b)は斜視図である。本実施形態に係るワイパー1は、往復移動する対象物の被清掃面(図示せず)に対して直立姿勢で押し付けることにより、被清掃面に付着した異物を除去するものである。
次に、本実施形態に係るワイパー1の挙動について、図3に基づいて説明する。図3は、本実施形態に係るワイパー1の挙動を示す断面図であり、(a)〜(d)の順にワイパー1の挙動を連続的に示している。図3では、往復移動する対象物(例えばドア)の被清掃面5に対して、ワイパー1を押付量2mmで押し付けている。
まず、本実施例で用いたワイパーの材料及び寸法について説明する。本実施例においては、実施例1〜3、比較例1〜3、及び参考例1〜6のワイパー1を作製した。
実施例1は、リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を望ましい範囲の下限寸法とした(0.3mm)。
実施例2:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を好適な寸法とした(0.5mm)。
実施例3:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を望ましい範囲の上限寸法とした(0.8mm)。
比較例1:リップ先端部22無。リップ角度16°、ゴム弾性体の硬さは70として比較例の基準とした。
比較例2:リップ先端部22無、比較例1と寸法は同じである。比較例1との相違点は、ゴム弾性体の硬さが80であることである。
比較例3:リップ先端部22無、端部24の往復移動方向の幅W1およびリップ部20の延在方向の長さを、実施例で好適な寸法とした(各々0.5mm、7mm)。
参考例1:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を極端に小さくした(0.2mm)。
参考例2:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を実施例で好適な寸法としたうえで、リップ先端部22の延在方向の長さと端部24の往復移動方向の幅の比L1/W1を、極端に小さくした(比率0.9、リップ先端部22は太短)。
参考例3:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を実施例で好適な寸法としたうえで、リップ部20の延在方向の長さとリップ先端部22の延在方向の長さの比L0/L1を、極端に小さくした(比率5)。
参考例4:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を実施例で好適な寸法としたうえで、リップ部20の延在方向の長さとリップ先端部22の延在方向の長さの比L0/L1を、極端に大きくした(比率9)。
参考例5:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を実施例で好適な寸法としたうえで、リップ先端部22の延在方向の長さと端部24の往復移動方向の幅の比L1/W1を、極端に大きくした(比率4、リップ先端部22は細長)。
参考例6:リップ先端部22有、端部24の往復移動方向の幅W1を極端に大きくした(0.9mm)。
実施例、比較例、及び参考例のワイパー1について、それぞれ、先端剛性を測定した。先端剛性の測定試験では、図4に示すように、オートグラフ30にワイパー1を取り付け、テーブル31上にリップ部20を押付けて、押付量(mm)と先端剛性(N/cm)の関係を求める。測定条件は、圧縮速度10mm/min、直立姿勢、押付量(圧縮変位量)0.25mm、室温25±2℃である。なお、押付量(圧縮変位量)は、押付量(mm)と先端剛性(N/cm)との関係を把握するため、最大4.5mmまで範囲を広げて測定した。
先端剛性の測定試験の結果を、表2に示す。
押付量が0.25mmの場合に、実施例1〜3及び比較例1〜3の先端剛性が最大になった。このことから、往復移動する対象物の被清掃面に直立姿勢で押し付けて、被清掃面に付着した異物を拭き取る機能を備えるワイパー1は、押付初期に先端剛性が最大になることが読み取れる。従って、この押付初期の先端剛性が低いほど、リップ部20の先端部22がしなやかに変形して反転させ得ることを示している。
また、押付量が0.5〜3.5mmの場合には、押付量が増加しても押付初期に比べて、先端剛性は低下した水準で推移していることが分かる。即ち、押付量が増加しても、ネック部2が屈曲変形し、且つ、リップ部20が弓なり状に弾性変形していることを示している。尚、先端剛性が低すぎると、拭き取り性に影響することがある。
また、実施例、比較例、及び参考例のワイパー1について、それぞれ、摺動抵抗を測定した。摺動抵抗の測定試験では、ワイパー1を所定の押付量で一方の側へ被清掃面を移動させたあと、所定の押付量を維持したまま、正反対の他方の側へ被清掃面を移動させた際(リップ部反転時)の最大値を測定する。具体的には、図5に示すように、室温下(25℃)でガイド40により鉛直方向に案内されたワイパー1を、ステンレス板41に押付量2mmで押さえつけて、リップ部20の先端部22をステンレス板41に接触させた状態で、ステンレス板41を水平方向に速度50mm/分で一方の側へ移動させた後、停止させた。次に、そのまま押付量2mmを維持した状態で、正反対の他方の側へ、ステンレス板41を水平方向に速度50mm/分で移動させた。この正反対の他方の側へ被清掃面を移動させた際(リップ部反転時)の、ワイパー1に作用する水平方向の力の最大値をロードセル42で測定し、摺動抵抗(N/cm)とした。測定条件は、直立姿勢で、押付量2mm、室温25±2℃である。
摺動抵抗の測定試験の結果を、表2に示す。
また、実施例、比較例、及び参考例のワイパー1について、それぞれ、拭き取り性・耐久性を測定した。拭き取り性・耐久性の測定試験では、ワイパー1を所定の押付量で被清掃面に対して、1往復250cmを40万回(総移動距離1000km)、往復移動させたあと(図示せず)、被清掃面の拭き取り状態、リップ部の状態(損傷の有無、異音の有無等)を測定した。測定条件は、直立姿勢、押付量2mm、長手方向の面の長さ120mm、往復移動速度50m/分、切削油有り、切り粉有り、室温25±2℃とした。ここで、切削油は、JIS K2241(2000)準拠の水溶性切削油剤A1種(シンセティックタイプ)とし、水道水で約20倍に希釈したものを、約20cc/分の割合で被清掃面上に滴下して被清掃面上に油膜が途切れないようにした。
拭き取り性・耐久性の測定試験の結果を、表2に示す。
また、また、実施例、比較例、及び参考例のワイパー1について、それぞれ、動摩擦係数を測定した。動摩擦係数の測定試験では、動摩擦係数(μ)は、クーロンの経験則により、押付量2mmにおける(摺動抵抗/先端剛性)として算出した。測定条件は、押付け量2mmである。
動摩擦係数の測定試験の結果を、表2に示す。
以上に説明した通り、実施例、比較例、及び参考例のワイパー1について、先端剛性、摺動抵抗、拭き取り性・耐久性、動摩擦係数の測定試験の結果を、表2に示す。
表2に示す結果から、ワイパー1の各部について、下記の働きがあることが分かった。
リップ先端部22は、比較例1のワイパーの先端剛性の値を基準として、リップ先端部22がある実施例1〜3及び参考例1〜6のワイパー1が、リップ先端部22がない比較例2、3に比べて、先端剛性が抑制できている。以上から、リップ先端部22が長手方向に直交する断面形状を矩形状にすることにより、エッジ効果(グリップ)が付与でき、先端剛性を確実に抑制できていることが分かった。
2 ネック部
5 被清掃面
10 本体部
12 両面
20 リップ部
21 リップ基部
22 リップ先端部
24 端部
Claims (5)
- 往復移動する工作機械の防護扉である対象物の被清掃面に対して直立姿勢で押し付けながら、被清掃面に付着した異物を除去するワイパーであって、
前記被清掃面の直交方向に延在するように配置された取付部を有する本体部と、前記被清掃面に接触可能な端部を有するリップ部とが、長手方向の両面に互いに背向する溝として形成されるネック部を介して、直線状に前記被清掃面の直交方向に延在して一体化され、
前記取付部以外の部分はゴム弾性体で形成されており、
前記ゴム弾性体の硬さは、デュロメータA硬さで75〜85であり、
前記リップ部は、前記ネック部から延在すると共に前記長手方向に直交する断面が前記ネック部から前記端部に向かって先細りする台形状に形成されるリップ基部と、前記リップ基部から突出して前記端部を形成すると共に前記長手方向に直交する断面が矩形状に形成されるリップ先端部とからなり、
前記対象物が往復移動する際に、前記ネック部より端部側の前記リップ先端部を主体としたリップ部が弓なり状に弾性変形すると共に、前記ネック部から前記取付部の際までの前記本体部が弓なり状に弾性変形可能に構成されることを特徴とするワイパー。 - 前記リップ先端部の延在方向の長さL1は、前記リップ先端部の往復移動方向の幅W1に対し、1≦L1/W1≦3の範囲を満たす、ことを特徴とする請求項1に記載のワイパー。
- 前記リップ基部の前記台形状に先細りとなる長手方向の両面のなすリップ角度αは、10〜22度の範囲にあり、
前記リップ部の延在方向の長さL0は、前記リップ先端部の延在方向の長さL1に対し、6≦L0/L1≦8の範囲を満たす、ことを特徴とする請求項2に記載のワイパー。 - 前記対象物の往復移動の初期動作時又は往復移動の方向切り替わり時に、前記被清掃面に対して往復移動方向のいずれか一方に傾斜して接触する前記リップ先端部の傾斜の向きが反転する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のワイパー。
- 前記本体部は、ゴム組成物で形成されると共に、前記取付部の近傍部分に補強部材を配合して形成され、
前記ネック部および前記リップ部は、補強部材を配合しないゴム組成物で形成される、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のワイパー。
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