JP6629217B2 - ウィンドスクリーンワイパー装置 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
このＰＴＣ特許出願は、「ウィンドスクリーンワイパー装置」と題して２０１３年１１月６日に提出された米国仮出願整理番号６１／９００，６６７、および「ウィンドスクリーンワイパー装置」と題して２０１４年１１月６日に提出された米国特許出願整理番号１４／５３５，０７３の優先権を主張し、その出願の開示全体が本願において考慮されるようここに引用により援用する。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は概ね車向けのウィンドスクリーンワイパー装置に関する。

２.関連技術
従来の型のワイパーブレードは典型的には湾曲したフロントガラスに対してワイパー要素の区間長を付勢するよう構成された複数の往復運動するヨークを含むフレーム状の上部構造を含む。そのような従来型のワイパーブレードは氷あるいは他の残骸が形成あるいは上部構造に取り込まれるので、氷結状態において有害であり、そのため湾曲したフロントガラスに対するワイパー要素を付勢する上部構造の能力を落とし、それがワイパー性能を損なう。氷結状態における性能低下のこの問題に対してワイパーブレード製造者がとることのできる１つのアプローチは、上部構造を氷から保護するためにその周辺にカバーを設置するまたは包むことである。

従来の刃を包むアプローチの代替策として、ワイパーブレード製造者等は従来のワイパーブレードに見られる上部構造よりもフロントガラスに対するワイパーブレードの区間長を付勢するためのプレカーブされたばね状の素材のキャリアを活用するビーム型ワイパーブレードを開発した。そのようなビーム型刃は典型的には車が一定速度で走行している間にワイパー要素およびフロントガラスの間の封止を改善するための形状のスポイラも含む。しかしながら、スポイラにどの素材を使うか選択するという問題が残される。比較的柔らかい素材はキャリアおよびワイパー要素に十分な可撓性を与えるかもしれないが、寒冷状態におけるアイススクレーパまたは他の氷形成物による損傷を受けやすいかもしれない。他方で、比較的硬い素材は損傷耐性があるかもしれないが、キャリアおよびワイパー要素の撓みを妨げ、ワイパーブレードの性能を損なう。

発明の概要および利点
改善されたビーム型のウィンドスクリーンワイパー装置は比較的柔らかい素材で形成されたスポイラを含んで提供され、キャリアおよびワイパー要素に改善された可撓性を持たせるが、良好なコスト効率を維持しながら改善された損傷耐性を有する。

本発明の一態様によれば、ウィンドスクリーンワイパー装置は弾性ゴムまたはゴム状の素材で形成された長手方向に延びるワイパー要素を含む。ウィンドスクリーンワイパー装置は追加的に、ワイパー要素を支持し、長手方向に湾曲され、操作可能にワイパー要素を湾曲形状に付勢するキャリアを含む。キャリアはワイパー要素の横方向外側に突き出した側端部を有する。接続装置が車のワイパーアームとの接続のためにキャリアで係合される。エンドキャップはキャリアの反対側の長手方向端部に配置され接続装置と長手方向に離間される。ワイパー要素から分離されたピースとして形成される一対のサブスポイラは接続装置の反対側の長手方向側面に配置される。それぞれのサブスポイラは底壁と正面壁と背面壁を含み底、正面、背面壁で規定され開放された内部空間を提示する。それぞれのサブスポイラはさらに、内部空間を通じて延び正面および背面壁を補強するために内部空間を少なくとも２つの部屋に分割する少なくとも１つの補強部を含む。正面、背面および底壁ならびに少なくとも１つの補強部はすべて１つの一体的なピースとして形成される。

本発明の他の態様によれば、少なくとも１つの部屋は非荷重の状態のときに少なくとも５辺の多角形の形状を有する。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも１つの補強部は、１方の補強部が底壁から正面壁に延び他方の補強部が底壁から背面壁に延びる一対の補強部である。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも１つの補強部は底壁から正面壁に延びる第１の補強部と背面壁から第１の補強部に延びる第２の補強部を含む。第２の補強部は角度をもって延び部屋の１つは概ね蜂の巣形状で正面および背面壁と第１および第２の補強要素に囲まれる。

本発明のさらに別の態様によれば、ワイパー要素はヒンジによって互いに分離された上側保持部と下側ワイパー部を含み上側保持部または下側ワイパー部は氷のような外部要素からヒンジを保護するために上側保持部または下側ワイパー部の他方に向かって延びる一対の翼部を含む。

本発明のこれらまたは他の利点は以下の添付の図面を参考にした詳細な説明により容易に理解されよりよい理解となるであろう。

ワイパーブレードアセンブリの例示的な実施形態の立面斜視図である。 エンドキャップが取り外された図１のワイパーブレードアセンブリの部分の分解斜視図である。 サブスポイラが取り外された図１のワイパーブレードアセンブリの部分の分解斜視図である。 サブスポイラが取り外された図１のワイパーブレードアセンブリの部分の他の分解斜視図である。 図１の線５−５に沿ってとられた図１のワイパーブレードアセンブリの断面図である。 エンドキャップを挿入して配置し図１のワイパーブレードアセンブリのフレクサと係合するよう接続させる順次的なステップを示す。 エンドキャップを挿入して配置し図１のワイパーブレードアセンブリのフレクサと係合するよう接続させる順次的なステップを示す。 エンドキャップを挿入して配置し図１のワイパーブレードアセンブリのフレクサと係合するよう接続させる順次的なステップを示す。 図１の線７−７でとったワイパーブレードアセンブリの断面図である。 図１のワイパーブレードアセンブリのワイパー要素の断面図である。 ワイパーブレードアセンブリの第２の実施形態の断面図である。 ワイパー要素の代替的な実施形態の断面図である。

実施形態を可能とする説明
図を参照して、複数の図を通じて、類似の数字は関連するパーツであることを示し、寒冷および氷結状態で用いられたときに改善された性能および損傷耐性を有するビーム型のウィンドスクリーンワイパー装置またはワイパーブレードアセンブリ２０の第１の実施形態が概ね図１から図８に示される。

例示的なワイパーブレードアセンブリ２０はフロントガラスから水、氷あるいは他の残骸を除去するために車（示されていない）のフロントガラス（示されていない）に対して封止するための可撓性ゴム素材で形成されたワイパー要素２２を含む。図２に最も示されるように、ワイパー要素２２は長手方向に延び、ワイパー要素２２の長手方向の区間長に沿って延びる横方向を向いて対向する一対の溝を有する。キャリアはワイパー要素２２を支持し、車の湾曲したフロントガラスに対してワイパー要素２２の区間長を封止するために休止中または押圧されていない状態で、ワイパー要素２２を湾曲した形状に操作可能に付勢する。例示的な実施形態では、ばね鋼のような弾性素材で形成された一対の長手方向のストリップ（フレクサ２４としても知られている）を含み、ワイパー要素２２の溝内に配置される。フレクサ２４はワイパー要素２２の一方の側面上の溝から横方向外側に延びる対向する縁部を有する。図１の参照に戻って、接続装置２６が車（示されていない）上の往復運動するワイパーアーム（示されていない）を有するワイパーブレードアセンブリ２０を接続するためにフレクサ２４の長手方向ほぼ中間点においてフレクサ２４の縁部と係合される。フレクサ２４の隣接する端部はエンドキャップ２８を通じて互いに内部接合される。例示的な実施形態では、キャリアは２つのフレクサを含む。しかしながら、ワイパー要素を支持するためにただ１つまたは３以上のフレクサが代替的に採用されてもよいことが理解されるべきである。接続装置２６はワイパーアームの任意の適切な型と接続するために任意の適切な形状を有して良い。

ワイパーブレードアセンブリ２０はまたフレクサ２４の横方向の対向する縁部と係合した一対のサブスポイラ３０を含む。サブスポイラ３０は接続装置２６とそれぞれのエンドキャップ２８の間で長手方向に延び、車が一定速度で走行したときワイパー要素２２とフロントガラスの間の封止を改善するすなわちサブスポイラ３０がワイパー要素がフロントガラスとの係合を離れて浮き上がらないよう風を防止するためにワイパー要素２２に空力を適用する形状をしている。

サブスポイラ３０は互いにまたワイパー要素２２に対して分離したピースとして形成される。図５に最もよく示されるように、断面でみたとき、例示的な実施形態のそれぞれのサブスポイラ３０は底壁３７に従属しサブスポイラ３０がフレクサ２４との係合を保持するためにフレクサ２４の対向する横方向の縁部の周りを包む爪形状に一対の保持要素３２を含む。保持要素３２はエンドキャップ２８および接続装置２６によって設けられた所定の拘束の範囲内でワイパーブレードアセンブリ２０の曲げや伸長に応じてサブスポイラ３０がワイパー要素２２およびフレクサ２４に対して長手方向に摺動可能なようフレクサ２４に摺動可能に係合される。これはワイパーブレードアセンブリ２０がフロントガラスに沿って往復動して掃除しながら曲がったり伸長する間ワイパー要素２２および湾曲した車のフロントガラスの間に改善された封止をもたらす。

サブスポイラ３０は硬質ゴムなどの弾力性があるが硬い素材で形成される。図５に示されるように、断面でみたとき、第１の例示的な実施形態のそれぞれのサブスポイラ３０は車が一定速度で走行している間フレクサに空力的な下向きの力を適用し最終的にはワイパー要素２２にも適用するための長手方向かつ垂直方向に延びる平面に対して対称形状の外側表面を有する。例示的な実施形態では外側表面はサブススポイラ上に氷が形成されるのを低減あるいは実質的に完全に除去するために水を弾く疎水特性（素材または微構造の表面によって提供された）を有する。

また図５を参照すると、例示的なサブスポイラ３０は１つの一体的なピースであり開放された内部空間を囲む正面壁３４、背面壁３５および底壁３７を備える構造的な幾何学的核部を有する。例示的な実施形態では、底壁３７はその底表面から上方向に延びるワイパー要素２２の上端を適合させるための溝を有する。

例示的な実施形態では、サブスポイラ３０はさらに正面、背面および底壁３４、３５、３７と一体的に形成され内部空間を３つの部屋３９、４１に分割する一対の支柱または補強部３６を含む。例示的な補強部３６は底壁３７の横方向中間点から垂直上側方向に互いに離れて横方向に分岐しサブスポイラ３０の頂点のいずれかの横側の側面で正面および背面壁３４、３５と結合する。これは、断面に見られるように、サブスポイラ３０には蜂の巣または六角形形状の部屋４１のいずれかの横方向の側面に配置される概ね三角形形状の一対の部屋３９をもたらす。サブスポイラ３０は押出し過程を通じて作られてもよいようにその長手方向の区間長に沿って概ね一定の類似の断面形状を有する。しかしながら、代替的に任意の適切な製造過程が採用されてもよい。

操作中、内部空間および補強部３６によりサブスポイラ３０の正面および背面壁３４、３５は比較的柔らかい素材で作られ、弾力的で弾性的に可撓で、氷塊や氷スクレーパーなどの物体からの衝撃を損傷なく吸収することを可能とする。蜂の巣形状の部屋４１を有するサブスポイラ３０を提供することは損傷低減に特に有効であると証明されている。補強部３６はこの弾力的な変形を制御可能に利用するための正面および背面壁３４、３５への追加的な硬度を提供する。

次に図６Ａから図６Ｃを参照すると、氷塊、氷スクレーパーまたは他の物体がワイパーブレードアセンブリ２０から関連するエンドキャップ２８を分離しようとしたときフレクサ２４を一体的に保持するために、ワイパーブレードアセンブリ２０の例示的な実施形態のエンドキャップ２８内に挿入部３８が配置される。それぞれの挿入部３８は関連するエンドキャップ内の類似形状の開口部内に嵌合しフレクサ２４の隣接端部を係合する。挿入部３８はエンドキャップ２８を分離させようとすることが挿入部３８の分離をも引き起こすことのないよう非常に薄型である。例示的な実施形態では、挿入部３８はステンレス鋼など腐食耐性のある金属で作られる。

次に図７を参照すると、例示的な接続装置２６は熱可塑性材料で形成され接続装置２６に増加した力を提供しつつフレクサ２４に改善された動きを許容するための金属挿入部３８を含む。

次に図８を参照すると、断面に見られるようにワイパー要素２２は下側ワイパー部４０および上側保持部４２を有する。上側保持部４２はワイパー要素２２を支持するためにフレクサ２４（図２および図３から図５に示される）を受け止める既に説明された溝が提供される。下側ワイパー部４０および上側保持部４２は、ワイパー要素２２およびフロントガラスの間の封止を改善するために車のフロントガラスに沿ってワイパーブレードアセンブリ２０が往復動するとき下側ワイパー部４０を統合して往復動させるようにヒンジ４３において互いに一体的に接続される。下側ワイパー部４０はさらにヒンジ４３エリアに氷または他の残骸が接近するのを制限するための上側保持部４２に向かって垂直上側に延びる翼部４４が設けられ、寒冷または氷結環境におけるワイパーブレードアセンブリ２０の性能をさらに改善する。見られるように、翼部４４は上側保持部４２に向かって互いに離れて分岐する。

次に図９を参照すると、ワイパーブレードアセンブリ１２０の第２の例示的な実施形態は上記に述べた実施形態と関連する部分を１００という要素を付して区別しながら、同様の数字を付して断面図で示される。上記で議論した第１の例示的な実施形態と比較して、この例示的な実施形態では、サブスポイラ１３０は垂直および長手方向の平面に対して非対称である。内部空間内の補強部１３６ａ、１３６ｂは第１の補強部１３６ａがサブスポイラ１３０の底壁１３７の間から正面壁１３４に概ね垂直方向に延び第２の補強部１３６ｂが背面壁１３７から第１の補強部１３６ａに延びるよう配置される。第２の補強部１３６ｂは正面壁１３４、背面壁１３５、第１の補強部１３６ａおよび第２の補強部１３６ｂに囲まれたサブスポイラ１３０内の概ね蜂の巣または六角形形状の部屋１４１を提示するために概ねＬ形状（すなわち角度をもって延びる）である。この特別な形状はサブスポイラ１３０が氷、氷スクレーパーおよび他の残骸などの物体からの衝撃による変形または損傷に対する高い硬度および耐性をもたらすことが証明されている。

サブスポイラ１３０の第２の例示的な実施形態はまたサブスポイラ１３０とフレクサ１２４の間の接続を強化するための保持要素１３２内の補強片１４６を含むことにより上記の第１の例示的な実施形態と区別される。補強片１４６はたとえば、サブスポイラ１３０の他の部分の素材とともに共押し出しされる熱可塑性材料で作られてもよい。

ワイパー要素２２２の代替的な実施形態は上記に述べた第１の例示的な実施形態と関連する部分を２００という要素を付して区別しながら、同様の数字を付して概ね図１０に示される。この実施形態のワイパー要素は下側ワイパー部２４０ではなく上側保持部２４２に翼部２４４が提供され上向きではなく概ね下向きに傾斜する点で上記で説明された第１の例示的な実施形態と区別される。

明らかに、以上の教示から多くの本発明の修正および変形が可能であり添付の請求の範囲内で具体的に説明された以上に実践されてもよい。

Claims (14)

1. ウィンドスクリーンワイパー装置であって、
   長手方向に延びる弾性素材のワイパー要素と、
   前記ワイパー要素を支持し長手方向に湾曲し前記ワイパー要素を操作可能に湾曲形状に付勢するキャリアとを備え、前記キャリアは前記ワイパー要素の横方向外側に突出する側端部を有し、
   車のワイパーアームと接続するための前記キャリアと係合した接続装置と、
   前記キャリアの対向する端部に配置され前記接続装置から長手方向に離間されたエンドキャップと、
   前記ワイパー要素から分離されたピースとして形成され、前記接続装置の対向する長手方向側面に配置される一対のサブスポイラとを備え、
   それぞれの前記サブスポイラは、底壁と正面壁と背面壁を含み、前記底壁、正面壁および背面壁によって囲まれた内部空間を規定し、
   それぞれの前記サブスポイラはさらに前記内部空間を通じて延び前記正面壁および背面壁を補強するために前記内部空間を少なくとも２つの部屋に分割する少なくとも１つの補強部を含み、
   それぞれのサブスポイラの前記正面壁、背面壁および底壁ならびに前記少なくとも１つの補強部は１つの一体的なピースとして形成され、
   前記部屋の少なくとも１つは非荷重の状態で少なくとも５辺の多角形形状を有する、ウィンドスクリーンワイパー装置。
2. 前記少なくとも１つの補強部はさらに一対の補強部であるとして規定される、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
3. 前記補強部の１方は前記底壁から前記正面壁に延び、もう１方の前記補強部は前記底壁から前記背面壁に延びる、請求項２に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
4. 前記補強部の１方は前記底壁から前記正面壁に延びる第１の補強部であり、もう１方の補強部は前記背面壁から前記第１の補強部に延びる第２の補強部である、請求項２に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
5. 前記第２の補強部は角度をもって延び、前記部屋の１つは概ね蜂の巣形状で前記正面壁、前記背面壁、前記第１の補強部および前記第２の補強部に囲まれる、請求項４に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
6. 前記サブスポイラは弾性ポリマー素材で作られる、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
7. 前記正面壁および前記背面壁は疎水構造を有する外側表面を有する、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
8. 前記エンドキャップはポリマー素材で作られそれぞれの前記エンドキャップは金属挿入部を含む、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
9. 前記キャリアは一対のフレクサを含む、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
10. それぞれの前記サブスポイラは前記底壁に従属し前記キャリアの前記側端部の周りに
    係合する一対の保持要素を含む、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
11. 前記ワイパー要素はヒンジによって分離された上側保持部および下側ワイパー部を含み前記上側保持部または前記下側ワイパー部は前記上側保持部および前記下側ワイパー部の他方に向かって延びる前記ヒンジを保護するための一対の翼部を含む、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
12. 前記翼部は前記下側ワイパー部上にあり前記上側保持部に向かって延びる、請求項１１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
13. 前記サブスポイラは長手方向に延びる平面に対して概ね対象である、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。
14. 前記サブスポイラは長手方向に延びる平面に対して非対象である、請求項１に記載のウィンドスクリーンワイパー装置。

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