JPH09226529A - ワイパーブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ガラス面で円滑に反復運動して拭き性能が良好
であり、熱や荷重下での永久歪みが小さく、紫外線、オ
ゾン、排気ガス、雨水などとの接触や低温などの環境へ
の耐久性、耐候性に優れたワイパーブレードを提供す
る。 【解決手段】このワイパーブレードは、γ−トリフロロ
プロピルメチルシロキサン単位を含有する下記一般式で
示される、加硫後の硬度がJIS K 6253のＡタイプ・デュ
ロメーターによる硬度で50〜90°である、シリコーンゴ
ムからなる。 ここで｛ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）｝×100 の値は５〜 1
00％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、電車など
の車両、各種船舶、航空機などの各種交通手段のウィン
ドガラス、各種反応装置、炉、貯槽などのスパイグラス
などに装着されるワイパー（以下、車両用ワイパーを例
にして説明する）において、これらのガラス面を払拭し
清浄化する部材であるワイパーブレード（以下、単にブ
レードとする）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用ワイパーは、車両のウィンドガラ
ス面に装着して反復運動させることで、そのブレード部
分でウィンドガラス面に付着した雨水、泥水、雪、みぞ
れ、ほこりなどを払拭して取り除き、視界を確保してい
る。ブレードは一般に図１に示したような断面構造をし
ていて、図２に示した状態でウィンドガラス面に接触使
用される。図中、１は保持部、２はネック部、３はリッ
プ部、４はエッジ部、５はウィンドガラス、Ｐは加圧方
向、Ｍは払拭方向、αはリップ部のウィンドガラス面に
対する倒れ角である。ブレードの機能において重要なこ
とは、反復運動が円滑に進められることであり、特には
湾曲したウィンドガラス５面に対する圧力分布ができる
だけ均一で、またリップ部３のウィンドガラス５面に対
する倒れ角αが一定になることである。従って、ブレー
ドの形状、特にウィンドガラス面に接触するリップ部３
の先端部の寸法精度が重要になる。ブレードは常時ウィ
ンドガラス面に加圧下、変形された状態でセットされる
ほか、太陽からの熱、紫外線やオゾン、風圧、排気ガス
などの影響をまともに受けるという、過酷な条件で使用
されるもののため、要求特性としては払拭性のほか、耐
久性、反復運動時の静粛性および高速性などが必要とな
る。

【０００３】これらの要求特性に対応するため、従来は
ブレードの材料として主に天然ゴムイソプレンゴムが用
いられ、その他にはクロロプレンゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢ
Ｒまたはこれらの材料を適宜混合したゴム材料などが用
いられていた。しかし、これらのゴム材料からなるブレ
ードでは、摩擦係数がμ＝１〜３であったため、払拭
後、ウィンドガラス面に払拭の濃淡が生じたり、払拭中
に擦過音を生じたりする、いわゆるビビリ現象などが発
生して円滑な動作を妨げ、ワイパーの駆動機構に過度の
負荷をかけていた。そこで、ウィンドガラスとの摩擦抵
抗を低減させるために、上記ゴム材料を用いたブレード
の表面に、ハロゲン化処理、特には一般に塩素化処理と
呼ばれている、塩素ガスや次亜塩素酸ソーダと塩酸の混
合水溶液などで処理してゴム表面に塩素を付加させる化
学処理を行って、表面の摩擦係数をμ＝１未満にし、ウ
ィンドガラスとの滑り性を改善していた。また場合によ
っては、ハロゲン化処理を施した表面に、更にグラファ
イトや二硫化モリブデンなどの粉体を塗布して滑り性を
改善することもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】塩素化処理によりブレ
ードとウィンドガラスとの摩擦抵抗を低減させるにはブ
レード表面の付加塩素量を増やせばよいので、処理時間
や処理溶液の塩素濃度を上げていく方法が採用されてい
る。しかし、この方法では、図３のグラフで概念的に示
すように、塩素化処理が進む（付加塩素量が増える）に
つれてブレードの摩擦係数が減少する反面、払拭性能が
低下して拭き残し量が増加する傾向があるため、塩素化
処理の程度には適正領域（斜線の範囲）が存在し、いつ
もこの適正領域内で処理されるように塩素濃度と処理時
間の管理をしなければならなかった。しかも、この適正
領域が狭いために処理溶液などの管理が非常に難しく、
市販されているワイパーの中には使用初期の段階でウィ
ンドガラスとの摩擦抵抗が大きいため、動作時にビビリ
を生じて円滑に動作しなかったり、動作に支障はないが
拭き残しを生じるといった不良を発生するものがあっ
た。

【０００５】ブレードはまた、前述したように太陽から
の紫外線や熱、排気ガス、雨、泥水、雪、みぞれ、埃な
どとの接触や付着など非常に過酷な条件下で使用される
ため、従来の材料を用いたブレードでは使用している間
に、へたり、摩耗、オゾンによる亀裂などが生じて払拭
性能を著しく低下させ、１年程度で雨水などの拭き残し
が目立ち、運転者の十分な視界確保が困難になりブレー
ドの交換を必要とした。耐久性能を満足するには、熱や
荷重下での永久歪みが小さい材料であること、オゾンな
どによる致命的な亀裂発生を防止できること、リップ部
の耐摩耗性がよいこと、低温時でもゴム弾性が保持でき
ることなどが必要とされ、これらの内、耐摩耗性につい
ては、前述したブレード表面の塩素化処理による低摩擦
化で向上できたが、その他の項目については改善する方
法がなかった。したがって、本発明の目的は、従来のよ
うに化学処理、コーティング処理などといった表面処理
を行わなくても、ウィンドガラス面で円滑に反復運動し
て拭き性能が良好であり、熱や荷重下での永久歪みが小
さく、紫外線、オゾン、排気ガス、雨水などとの接触や
低温などの環境への耐久性、耐候性に優れたブレードを
提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のブレードは、γ
−トリフロロプロピルメチルシロキサン単位を含有する
下記一般式で示される、加硫後の硬度がJIS K 6253のＡ
タイプ・デュロメーターによる硬度で50〜90°である、
シリコーンゴムからなるものである。

【化２】 ここで｛ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）｝×100 の値は５〜 1
00％である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のブレードについて
具体的に説明する。ウィンドガラス面に接触するブレー
ドのリップ部は、シャープで直線的なエッジを持つこ
と、またエッジ部には凹凸の無いことが重要で、そうで
ない場合は、拭き残しがなく、円滑に反復運動すること
が困難になる。ブレードは、全体をγ−トリフロロプロ
ピルメチルシロキサン単位を含有するシリコーンゴムで
形成してもよいし、一部分をγ−トリフロロプロピルメ
チルシロキサン単位を含有するシリコーンゴムで形成し
てもよい。ここで一般式に示すようなγ−トリフロロプ
ロピルメチルシロキサン単位を含有するシリコーンゴム
とした理由は、このγ−トリフロロプロピルメチルシロ
キサン単位というフッ素を含むシロキサン単位が、ウィ
ンドガラス面に対して摩擦抵抗を下げる効果を持つため
である。これによりウィンドガラス面が濡れている状態
でも乾いている状態でもワイパーブレードとして円滑な
動作を行うことができる。したがって、他のフッ素化さ
れた基を含むシロキサン単位や、γ−トリフロロプロピ
ルメチルシロキサンの水素原子をさらにフッ素原子で置
換したものなども考えることができるが、合成が不可能
であったり、フッ素原子の付加量が増すにつれて材料価
格が格段に上昇してしまったり、またゴムとしての特性
が維持できなくなりワイパーブレードとしての機能を満
足させられなくなる、などの不都合があるために、γ−
トリフロロプロピルメチルシロキサン単位を含有するシ
リコーンゴムを使用することが必要となる。

【０００８】ここで、γ−トリフロロプロピルメチルシ
ロキサン単位の含有比率Ａは、｛ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋
ｓ）｝×100 の値が５〜 100％の範囲で含有されるシリ
コーンゴムであることが必要である。これはシリコーン
ゴムに含有されるγ−トリフロロプロピルメチルシロキ
サン単位の含有比率Ａが５％未満では、特に乾いた状態
のウィンドガラスとの摩擦抵抗が十分に低下せず、動作
時にビビッタリ、異常に動作が重く駆動モーターに付加
がかかり過ぎたりしてブレードとしての円滑な反復動作
が得られなくなる。一般式に示したその他のジメチルシ
ロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチルフ
ェニルシロキサン単位といった成分は、ワイパーブレー
ドとしてのゴム弾性、圧縮永久歪、耐熱・耐寒性といっ
た物性を調整するために必要であるが、それぞれの場合
で要求されている物性に合わせて、これらのシロキサン
単位を適宜配合したシリコーンゴムにしてやればよい。
それぞれの配合比率は、γ−トリフロロプロピルメチル
シロキサン単位が上記の範囲で規定された残りの比率の
範囲内で、ジメチルシロキサン単位、メチルビニルシロ
キサン単位、メチルフェニルシロキサン単位をそれぞれ
適宜決めてやればよい。それぞれのシロキサン単位は、
ブロック重合体ではなくランダムに配置されていること
が望ましい。また、このシリコーンゴム材料には、顔料
や、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、グラフ
ァイトなどの充填剤を任意に配合することができる。

【０００９】前述したように、ブレードの一部をγ−ト
リフロロプロピルメチルシロキサン単位を含有するシリ
コーンゴムで形成する場合には、少なくともブレードの
リップ部は、ウィンドガラスと直接接触して円滑な反復
運動と払拭性能に直接影響を与えるので、上記シリコー
ンゴムとするのが望ましい。その他の部分はジメチルシ
ロキサンを基本単位とする汎用シリコーンゴムや熱可塑
性エラストマーなどを使用してもよい。またブレードの
保持部については、ＰＡ、ＰＣ、ポリアセタール、ポリ
フェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミ
ド、液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂や、フェノール樹
脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリイミド等
の熱硬化性樹脂などを使用することもできる。成形法
は、プレス成形、押出成形、射出成形などのほか、得ら
れる成形品が複数の構成材料からなる場合には、多層押
出成形、複合射出成形などが用いられる。成形品の取り
方には単独、共取りなど様々な方法が採用できるが、単
独で成形する場合には、上記したようにシャープで直線
的なエッジとなるように金型またはダイスの設計を行う
のが望ましい。また二本のブレードを一体で成形する場
合には、ウィンドガラス面に接触するリップ部側を合わ
せた共取りとして成形し、後から鋭利な刃物で切断する
方法をとるのが好ましい。

【００１０】払拭性能と円滑な反復運動に重要な影響を
与えるブレードのリップ部先端部の長さＬおよび厚さＤ
（図１参照）は、使用材料の硬度およびリップ部の倒れ
角との関係から適切に選択されることが重要で、リップ
部先端部の長さＬは 1.0〜 2.5mm、厚さＤは 0.3〜 0.8
mmの範囲内とするのが望ましい。リップ部先端部の長さ
Ｌが 1.0mm未満では、リップ部のエッジから側面にかけ
てのウィンドガラス面との接触部分が少なく不安定とな
って拭き性能が低下するようになり、逆に 2.5mmより長
くなると、リップ部のエッジから側面にかけてのウィン
ドガラス面との接触部分が多すぎて摩擦抵抗が大きくな
り円滑な動作が妨げられるようになる。またリップ部先
端部の厚さＤが 0.3mmより薄いと剛性が足りず拭き性能
に支障をきたし、 0.8mmより厚いと反復動作が円滑に行
われなくなる。次に、リップ部の倒れ角αは、リップ部
先端部の長さＬと厚さＤおよび使用材料の硬度との関係
から適切に選択されるが、図２に示すように、20〜60°
の範囲内で制御するのが望ましい。倒れ角が20°より小
さいと、リップ部の側面がウィンドガラスと接触する面
積が大きくなるため、摩擦抵抗が大きくビビリ現象が生
じやすくなるなどブレードとしての円滑な動作ができな
くなり、また倒れ角が60°より大きいと、ブレードとウ
ィンドガラスとの接触が不安定になり拭き残しが生じる
ようになる。

【００１１】ブレードの硬度についても、リップ部先端
部の長さＬと厚さＤの関係から適切に選択されることが
重要であるが、JIS K 6253のＡタイプ・デュロメーター
による硬度で50〜90°の範囲に調整することが望まし
い。硬度が50°よりも低いと、ウィンドガラスとの摩擦
抵抗が上昇し、ビビリ現象などが発生してブレードとし
ての円滑な動作ができなくなり、またこの影響で耐摩耗
性も悪化することがある。これに対して硬度が90°より
も高いと、リップ部がウィンドガラス面に対して適度な
倒れ角を形成できず拭き取りを悪化させることになる。
なお、ネック部の寸法はリップ部先端部の寸法、倒れ角
が適切になるように設計すればよい。本発明では表面処
理を行なう必要はないが、行なってもよく、その場合は
紫外線処理、電子線処理といった高エネルギー処理やコ
ーティング等が挙げられる。なお、以上の説明は車両用
ウィンドガラスのブレードについて行ったが、前述した
ように、本発明のブレードは、車両用ワイパーのほか、
各種船舶、航空機などの各種交通手段のウィンドガラ
ス、各種反応装置、炉、貯槽などのスパイグラスなどに
装着されるワイパーにも同様に適用することができる。
また、これらが適用されるガラス類についても、有機、
無機の材質、単層、積層の構造、着色、無色の外観、平
滑、凹凸の表面形状など、何らの区別なしに適用可能で
ある。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的態様について実施例お
よび比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施
例の記載に限定されるものではない。 （実施例１）γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン
単位を 100％含有するJIS K 6253のＡタイプ・デュロメ
ーターによる硬度が80°のシリコーンゴム（信越化学工
業（株）社製） 100重量部に、加硫剤C-8A（同前、商品
名） 0.8重量部を添加し、２本ロールで混練した後、 1
65℃、10分の条件でプレス成形によりウィンドガラス面
に接触するリップ部側を合わせた共取りで成形品を得
た。これを 200℃、２時間で二次加硫した後、鋭利な刃
物で相対するリップ部の先端部を切断し、ブレードを得
た。リップ部先端部の寸法は、リップ部の長さＬを 0.8
mm、リップ部の厚さＤを 0.2mmとした。これらのブレー
ドを、JIS D 5710に規定されている試験機を用いて、こ
の規格に準拠の拭き性能試験と耐久性能試験を行うと共
に、ウィンドガラス面との動作について視認による良否
の評価を行い、これらの結果から総合判定を行った。さ
らに総合判定の結果が良好であったものに対し、サンシ
ャインウェザーによる促進試験を行い耐用時間の比較を
行った。

【００１３】（実施例２）γ−トリフロロプロピルメチ
ルシロキサン単位を 100％含有するJIS K 6253のＡタイ
プ・デュロメーターによる硬度が80°のシリコーンゴム
（同前） 100重量部に、加硫剤 C-2（同前、商品名）２
重量部を添加し、２本ロールで混練したものと、シリコ
ーンゴム KE571U （同前） 100重量部に加硫剤 C-2（同
前）２重量部を添加し、２本ロールで混練したものを用
意し、２色押出機によりリップ部がγ−トリフロロプロ
ピルメチルシロキサン単位を含有するシリコーンゴムか
らなる実施例１と同じ形状のブレードを成形し同様の試
験を行った。

【００１４】（実施例３）実施例１におけるシリコーン
ゴムを、γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン単位
を90％含有するJIS K 6253のＡタイプ・デュロメーター
による硬度が80°のもの（同前）としたほかは、実施例
１と同様にしてブレードを成形し同様の試験を行った。

【００１５】（比較例１）実施例１におけるシリコーン
ゴムを、γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン単位
を 100％含有するJIS K 6253のＡタイプ・デュロメータ
ーによる硬度が40°のもの（同前）を使用したほかは、
実施例１と同様にしてブレードを成形し同様の試験を行
った。

【００１６】（比較例２）天然ゴム（イソプレンゴム）
製の市販されている実施例１と同じ寸法のブレードを用
い、上記と同様の試験を行った。

【００１７】（比較例３）実施例１におけるシリコーン
ゴムを、ジメチルシロキサン単位を主成分とし、γ−ト
リフロロプロピルメチルシロキサン単位を全く含まない
もの（同前）を使用したほかは、実施例１と同様にして
ブレードを成形し同様の試験を行った。

【００１８】（比較例４）実施例１におけるシリコーン
ゴムを、γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン単位
を３％含有するJIS K 6253のＡタイプ・デュロメーター
による硬度が60°のもの（同前）を使用したほかは、実
施例１と同様にしてブレードを成形し同様の試験を行っ
た。

【００１９】（比較例５）実施例１におけるシリコーン
ゴムを、γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン単位
を90％含有するJIS K 6253のＡタイプ・デュロメーター
による硬度が45°のもの（同前）としたほかは、実施例
１と同様にしてブレードを成形し上記と同様の試験を行
った。

【００２０】以上の結果を表１に示す。なお、表中、拭
き性能試験と耐久性能試験では、JIS 規格内のものを
○、JIS 規格外のものを×、動作評価ではビビリのない
ものを○、あるものを×で表した。

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明のブレードは、表面処理をしなく
ても、従来の表面処理を施して摩擦抵抗を低下させたブ
レードと同様に、ガラス面で円滑に反復運動し、良好な
払拭性能を有するものとなる。本発明では表面処理を必
要としないため、常に安定した払拭性能を持つものとな
り、さらに自由な着色ができるため、自動車などの色に
合わせたりするデザイン性の自由度が広がり、また低温
特性、高温特性、耐紫外線性、耐オゾン性などの環境特
性に優れているため、初期性能が長期間持続し、数年間
交換をしなくとも良好な視界を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるブレードの一実施態様を示
す概略断面図である。

【図２】図１に示したブレードのウィンドガラス面との
接触状態を示す概略説明図である。

【図３】塩素化処理の程度による表面の摩擦係数と拭き
残し量との関係を概念的に示すグラフである。

【符号の説明】

１…保持部、２…ネック部、３…リップ部、４…エッジ
部、５…ウィンドガラス、Ｐ…加圧方向、Ｍ…払拭方
向、α…リップ部のウィンドガラス面に対する倒れ角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】γ−トリフロロプロピルメチルシロキサン
   単位を含有する下記一般式で示される、加硫後の硬度が
   JIS K 6253のＡタイプ・デュロメーターによる硬度で50
   〜90°である、シリコーンゴムからなることを特徴とす
   るワイパーブレード。 【化１】 ここで｛ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）｝×100 の値は５〜 1
   00％である。