【発明の詳細な説明】
高さが低い偏平なばね式フロントガラスワイパー組立体
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、全体として、フロントガラスワイパーに関する。より具体的には、
本発明は、ばね材料で出来たブレード支持構造体を有する高さの低いワイパー組
立体に関する。
２．関連技術及び他の情報
従来のフロントガラスワイパーの構造体、特に、ワイパーフレームを簡略化す
る試みが為されている。殆どの従来のワイパーフレームは、そのフレームが取り
付けられる、可撓性のゴム製ワイパーブレードと共に回動し且つ撓む関節接続式
部材を有している。ブレードをフレームに取り付け易くするために半剛性である
スプラインが使用されることが多い。
ブレードを保持するために剛性な関節接続式の部材を使用しない、フロントガ
ラスワイパーの支持構造体の改良例がある。かかる設計は、ワイパーブレードが
直接、取り付けられる略単一の弾性部材で出来ている。該弾性部材は、遥かに均
一に圧力を配分し得るように異なる断面を有することが多い。
例えば、カーソン（Carson）への米国特許第2,589,339号、及びティリィ（Til
li）への米国特許第3,881,213号は、間隔の狭い位置に設けられた多数の角ブラ
ケットによりブレードを保持することを教示している。これらのブラケットは、
フレーム構造体の構成要素として一体に形成されている。パルウ（Palu）への米
国特許第3,881,214号には、ブレードを保持するため、弾性的なフレームに形成
された連続的な溝を使用するワイパーが開示されている。残念なことに、このパ
ルウは、この溝を形成する方法を開示していない。
ウィリー（Wylie）への米国特許第2,613,385号、ピアース（Pearse）への米国
特許第3,387,316号、フォスター（Forster）への米国特許第3,480,986号には、
全体として、弾性部材をシース内に包み込むワイパーフレームが開示されており
、ぬぐい端縁がシースの一部分であり、又はシースに取り付けられている。これ
らの３つの設計は全て、別個の関節接続式部材を使用せずに、アームをブレード
の支持体として直接、使用しなければならない。
アペル（Appel）への米国特許第3,192,551号には、接着剤でブレードを弾性部
材に結合することが提案されている。また、ピアースは、一つの選択例として接
着を示唆している。アペルは、弾性部材に細長のスロット開口部を形成し、この
開口部内にブレードを取り付けることも更に示唆している。かかるスロットは、
捩れに対するフレームの堅固さを著しく低下させる。ジョアニ（Journee）への
米国特許第3,969,784号にて、従来のスプライン式に支持されたブレードを弾性
的な第二の架橋部材に取り付けることを教示している。
カーソン、ウィリー、アペル、ピアース及びフォスターは、断面の異なるブレ
ード支持体を形成するため、ばね鋼を使用する。ウィリーは、多数の部分を重ね
合わせた板ばねを稗用する。ティリィ及びパルウは、この弾性部材をプラスチッ
クで製造する。ジョアニは、主たる架橋部材を回動可能に取り付けた二次的な架
橋部材と組み合わせ、この場合、その主たる部材は、剛性である一方、第二の部
材は、弾性的である。
ウィリー及びピアースは、弾性アームの末端に設けられた接触部材を示してい
る。これらの接触部材は、アームの先端の位置を制御する。
残念なことに、上述の従来のワイパーフレームは、極めて複雑であり、このた
め、製造が不可能ではないにしても、極めて困難である。これらのフレームは、
複雑な構造のため、高さが極めて高い形状となることが多い。このワイパーの高
さを低くするためには、平行な溝の回路網を有する複雑なフレームを開発してい
る者もある。それらの例としては、例えば、次のものがある。チャーレット（Ch
aret）への米国特許第5,190,801号、チャング（Charng）への米国特許第5,150,4
98号、プリスムス（Priesemuth）への米国特許第4,317,251号である。しかし、
これらのワイパーフレームは、高さが比較的高い形状となる。
発明の概要
上記に鑑みて、本発明は、単一の偏平な板ばねを内蔵する高さの低いフロント
ガラスワイパー組立体に関するものである。このフレームは、その中心点付近に
て、モータ被動のワイパー作動アームに回動可能に取り付けられる。可撓性のフ
レーム構造体がその異なる加圧箇所にて半剛性のスプラインに取り付けられる。
一方、このスプラインは、ゴム製ブレードを支持する。
一つの好適な実施の形態において、これらの加圧点は、弾性的な片持ち式指状
体の両端に設けられている。これらの片持ち式指状体は、フレームから偏平なば
ねフレームに形成された開口部内に伸長し、その加圧点が片持ち式指状体の先端
から懸垂され、その指状体は、スプラインに対して「局部的な弾性」を付与する
状態にてフレームに対し回動する。その湾曲程度は、本発明の自動車のフロント
ガラスに適合し、これにより、フレーム及び片持ち式指状体が独立的に変形可能
であるから、従来技術の弾性フレームよりも優れたものとなる。このように、本
発明は、十分に実績のある加圧点対スプライン取り付け方法と完全に弾性的なフ
レームとを組み合わせるものである。
フレームのフロントガラスに対する湾曲度の適合性を更に高めるため、片持ち
式指状体は、指状体が内方を向くように、逆方向に方向決めされている。この方
向にあるとき、片持ち式指状体の各々の末端の加圧点は、フレームの長さの中心
方向を向いている。
フレーム内の片持ち式指状体は、回動可能に取り付けた部分を効果的に形成す
る。即ち、一つの片持ち式指状体に圧力が加わると、フレームの外方部分に逆方
向への反発動作の作用が生じ、また、その逆に、別の片持ち式指状体に圧力が加
わると、別の部分の反発動作が生じる。このように、逆方向への片持ち式指状体
は、従来技術の弾性フレームにて可能な場合、又は外方を向いた片持ち式指状体
にて可能な場合よりも、ブレードに沿ってより均一な圧力を加える。
一つの好適な実施の形態において、片持ち式指状体は、フレームの本体と一体
に切って形成される。次に、スプラインを並べた状態に保持する従来の標準的な
取り付け方法とは異なり、加圧点がスプラインに沿って中央の位置に取り付けら
れる。かかるブレードがスプラインに沿った中心位置に取り付けられるため、従
来の標準型のブレードを保持するためには、かかるスプラインは２倍の高さでな
ければならない。
好適な実施の形態において、本発明は、二重ランナーブレード提供する。これ
らのブレードランナーは、フレームを取り付けるため、１つの溝の両側にて、ス
プラインの各側部に沿って溝内でスプラインに係合する。
更に、スプラインの全ての溝は、仮想的な２つの平行面と境を接する同一厚さ
の部分内にて等しい程度に伸長することが好ましい。このため、単一高さのスプ
ラインであることが好ましい。当然に、このスプラインに嵌まる二重ランナーブ
レードは、具合よく機能するのに適した設計でなければならない。
単一高さのスプラインには、多数の有利な点がある。例えば、単一高さのスプ
ラインは、二重高さのスプラインよりも可撓性で且つより幅が狭くなる。また、
この高さの低い構造体は、風の抵抗を小さくし、車における抗力係数を小さく保
つのに役立つ。更に、この高さの低い構造体は、雨天の場合、車の高速度にてワ
イパーが浮き上がるのを防止する。
このため、本発明の一つの目的は、ゴム製ワイパーブレードを単一の偏平なば
ねフレームに取り付ける効率的な機構を提供することである。本発明のもう一つ
の目的は、略回動可能な片持ち式指状体を可撓性のフレーム構造体内に内蔵して
、フロントガラスの湾曲程度に従動する一次的なフレーム構造体の機能を向上さ
せることである。本発明のもう一つの目的は、半剛性なスプライン（ゴム製ブレ
ードが異なる加圧点にて取り付けられる）に対してフレーム構造体が力を加える
ようにすることである。本発明の更に別の目的は、スプラインの少なくとも一部
が片持ち式指状体を通じてフレーム構造体に取り付けられて、このスプラインが
フレーム構造体と独立的に曲がって、フロントガラスの局部的な湾曲に一層良く
従動し得るようにすることである。本発明の更に別の目的は、片持ち式指状体及
び懸架指状体が偏平なばねの一次的なフレーム構造体の面内に一体に組み込まれ
るようにすることである。本発明のもう一つの目的は、片持ち式指状体がフレー
ムと一体に形成され、また、該片持ち式指状体がワイパーブレードに取り付け得
るように面外に曲がる部分を含むようにすることである。
図面の簡単な説明
本発明の目的、特徴及び有利な点は、以下の詳細な説明を読むことにより、当
業者に明らかになるであろう。添付図面において、
図１は、本発明による弾性的な偏平なばねワイパーフレームの一例としての実
施の形態の側面図である。
図２は、本発明のワイパーフレームが１つの面に押し付けられたときの側面図
である。
図３は、本発明の偏平なばねワイパーの平面図である。
図４は、本発明の１つの代替例の図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、片持ち式指状体の動作を示す図である。
図６及び図７は、好適な実施の形態のワイパーフレームの相補的な半体の平面
図である。
図８は、好適な実施の形態のスプラインの断面図である。
図９は、好適な実施の形態のワイパーブレードの断面図である。
図１０は、一つの代替例によるワイパーブレードの断面図である。
図１１は、ワイパーブレード、スプライン及びフレームの組立体の斜視図であ
る。
図１２は、片持ち式指状体および面外への曲がり部分を示す、部分側面図であ
る。
発明の詳細な説明
本明細書において、以下に、偏平なばねフレーム、高さの低いフロントガラス
ワイパー組立体及びその構成要素を説明する。この説明においては、本発明をよ
り完全に理解し得るようにするため、特別な材料及び形態に関して説明する。し
かしながら、本発明は、こうした特別な形態とせずに実施が可能であることが当
業者に理解されよう。場合によっては、本発明を不明確にしないように、周知の
構成要素については、詳細に説明しない。
本発明は、多数の新規な特徴を備える構成要素を有する高さの低いフロントガ
ラスワイパー組立体に関するものである。例えば、一つの好適な実施の形態にお
いて、フレームは偏平なばね金属ストリップで製造される。平坦なフレームから
形成された弾性的な片持ち式指状体がこの薄いストリップ内に配置されて、該指
状体は、半剛性のスプラインを取り付けるために使用される。該スプラインは、
ワイパーブレードをフレームに保持する取り付け機構として使用される。より重
要なことは、好適な実施の形態におけるスプラインは、取り付け溝を有しており
、これらの取り付け溝は、溝が共通の厚さ部分を共用し得るように並んだ状態に
配置されることである。
本発明は、湾曲したフロントガラスの湾曲程度に正確に従動する高さが極めて
低いフロントガラスワイパーを提供するものである。確実に機能するようにする
ため、該片持ち式指状体は、ワイパーに対して表面の湾曲に従動する程度の柔軟
性を付与する懸架装置として機能する。偏平なばねフレーム及び水平状態に入り
子式に取り付けたスプラインのため、該ワイパー組立体は、極めて低い高さとな
る。図１及び図２は、本発明による一例としての実施の形態の偏平なばねワイパ
ーフレーム１０の側面図である。図３は、図１及び図２に図示した偏平なばねワ
イパーフレーム１０の平面図である。上述したように、該フレーム１０は、ばね
鋼のような弾性材料から成る簡単なストリップであることが好ましい。当該技術
分野で公知のその他の弾性材料も同様に使用可能である。
図１に最も良く示すように、フレーム１０は、頂側部１２と、下側部１４とを
備えている。該フレーム１０は、該下側部１４に向けて屈曲し又は湾曲する性質
となるように、熱処理のような公知の方法を通じて製造されることが好ましい。
勿論、フレーム１０における湾曲の程度は、最適なものにすることができる。
図１の偏平なばねワイパー１０は、取り付けブラケット２２を備えている。従
来のワイパーフレームにおけると同様に、該取り付けブラケット２２は、任意の
車、列車、船、飛行機等のワイパー作動アーム（図示せず）にフレーム１０を取
り付け易くする。
図３の底面図に最も良く示すように、偏平なばねフレーム１０の各々が、その
長さに沿った位置に配置された片持ち式指状体１８を備えている。これらの片持
ち式指状体１８は、ブランク加工工程（指状体の部分的な輪郭線を打ち抜いて、
底部を残し、この底部にて、偏平なばねフレーム１０が片持ち式の指状体１８に
移行するようにする）にて製造されることが好ましい。ブランク加工工程を使用
して、指状体を形成するが、当該技術分野で公知のその他の金属加工又は製造工
程を採用して、指状体を形成することも可能である。
該基部の両側部には、ヒンジ領域２０がある。これらのヒンジ領域２０は、大
多数の局部的な曲がりがフレーム１０の他の部分から独立的に行われる領域であ
る。
任意のぬぐい面に対するフレーム１０の湾曲適合性を更に高めるため、片持ち
式指状体１８は、指状体１８が内方を向くように逆方向に方向決めされることが
好ましい。この方向にあるとき、各片持ち式指状体１８の移動自在である末端の
加圧点の端部は、フレーム１０の長さの中心に沿った方向を向く。
図２に示すように、フレーム１０がぬぐった面２４に対して付勢されるとき、
片持ち式指状体１８は、内部の曲げモーメントのため、下側部１４の下側で下方
に曲がる。図５（ａ）及び図５（ｂ）には、この動作がより明確に示してある。
フレーム１０が平坦になると、片持ち式指状体１８の各々は、偏平なばねフレー
ム１０から離れる方向に付勢されて、また、フレーム１０の下側部の下方のスペ
ースに向けて伸長する。このため、片持ち式指状体１８は、それぞれのヒンジ２
０にて回動し、フレームに対し局部的な弾性を付与する。
実際には、フレーム１０内の片持ち式指状体１８は、略回動可能に取り付けら
れた部分を形成する。フレーム１０は、相対的に可撓性であるため、１つの片持
ち式指状体１８に圧力を加えれば、フレーム１０の別の部分に逆方向への反発動
作が生じ、また、その逆に他の部分に圧力を加えれば、別の部分に反発動作が生
じる。このように、逆の位置に配置された片持ち式指状体１８は、フレーム１０
の長さに沿ってより一定の下方への圧力を付与する。また、片持ち式指状体１８
は、フレーム１０の長さに沿った異なる加圧点を提供する。このため、この片持
ち式指状体１８は、結果として、ブレードが取り付けられたワイパーに対する懸
架システムとして作用し、独立的な局部的な撓み、及びフレーム１０の長さに沿
った全体的な撓み動作を生じさせる。
図６及び図７には、偏平なばねワイパーフレーム３０の好適な実施の形態の補
助的な半体が図示されている。図１乃至図３に示した実施の形態の形態と同様に
、この好適な実施の形態のフレーム１０は、ばね鋼材料で出来ている。従って、
該フレーム１０は、当然に、極めて薄く且つ偏平な断面形状をしている。他方、
該フレームは、特定の性能及び剛性の必要条件に対応して、任意の公知の断面形
状にて製造することができる。同様に、フレーム３０の厚さも局部的な剛性を増
減し得るようにその長さに沿って変えることができる。この場合にも、偏平なば
ねフレーム３０は、その下側部に向けて湾曲している。
図６及び図７に図示した偏平なばねワイパーフレーム３０の取り付けブラケッ
トは、明確化のために省略してある。しかし、フレームを作動アームに取り付け
易くする当該技術分野で公知の任意の取り付けブラケットを使用することができ
る。図６及び図７に示した好適な実施の形態において、それぞれの開口部３４内
に配置された片持ち式指状体３２が予成形されている。これらの片持ち式指状体
３２は、ばねフレーム３０を形成し得るようにばね鋼薄板をプレス加工するとき
、ブランク加工ステップ中に成形されるように、予成形されている。上述の一例
としての実施の形態の場合のように、これらの片持ち式指状体３２は、その底部
にてフレーム３０と一体化されている。この底部の両側部における領域は、片持
ち式指状体３２に対するヒンジ３６として機能する。
湾曲したフレーム３０がぬぐった面に対して押し付けられて平坦となったとき
、片持ち式指状体３２は、材料の弾性によって、それぞれのヒンジ３６にてフレ
ーム３０から離れる方向に偏倚される。他方、片持ち式指状体３２は、偏平な矩
形の端部３８にてぬぐった面と接触することにより、フレーム３０に向けた方向
に付勢される。開口部３４は、片持ち式指状体３２に対して両方向に動くのに十
分な隙間を提供する。また、これらの開口部３４は、プレス加工、ブランク加工
又は同様の製造方法にとって有益である。
図６及び図７にて短い指状体として示す最内方の片持ち式指状体３２は、比較
的剛性である。これらの指状体は、一般に、ヒンジ、又は曲がり動作を受けない
。しかしながら、取り付けブラケットとワイパーの作動アームとの間における従
来の回動動作のため、ぬぐった面に対するワイパーブレードの均一な接触が確保
される。これらの比較的剛性な片持ち式指状体３２は、ぬぐった面の上方を通る
毎に、作動アームが跳ね上がって、望ましくないギーという音を発生させるのを
防止する働きをする。各片持ち式指状体の剛性又は剛さは、従来の金属加工法に
より調節することができる。
また、本発明は、偏平なばねフレームに対するワイパーブレードの取り付けを
容易にするスプラインをも対象とするものである。図８は、好適な実施の形態の
断面図であり、図９は、好適な実施の形態のワイパーブレードの断面図である。
図８に示したスプライン５０は、全体として、その長さに沿って伸長する平行な
スロット又は溝（好ましくは３つ）を有する、長いストリップの形状をしている
。この中央溝は、フレームの取り付け溝５２であることが好ましい。このフレー
ムの取り付け溝５２の両側部には、逆Ｌ字形のワイパーブレードの取り付け溝５
４、５６が配置されている。
本発明において、フレームの溝５２、ワイパーブレードの溝５４、５６は、２
つの仮想面によって収容された同一厚さ部分内を全て同程度に伸長するように配
置されている。この配置において、スプライン５０は、極く極く低い高さの単一
の高さのみを有する。当然に、多数のブレード及び多数のフレーム取り付け点を
受け入れるため、フレームの取り付け溝及びワイパーブレードの取り付け溝の数
をより多く、又はより少なくすることができる。スプライン５０は、当該技術分
野で公知の任意の半剛性な材料で出来たものであることが好ましい。
図９は、Ｕ字形の頂部分を有し、スキィーズ（ｓｑｕｅｅｚｅ）ブレード６２
が下方に伸長する、好適な実施の形態のワイパーブレード６０の断面図である。
このワイパーブレード６０は、ワイパーブレード６０の長さを亙る、同一面状で
且つ下方に伸長する２つのランナー６４、６６を有することが好ましい。これら
のランナーの各々は、Ｌ字形断面を有することが好ましいが、当該技術分野で公
知のその他の形状と同様にＴ字形の断面であることが適している。選択随意のス
クレーパ６８がスキィーズブレード６２の両側にて下方に伸長している。従って
、ワイパーブレード６０は、図８に示したスプライン５０内に嵌入し得るように
されており、ランナー６４、６６は、対応するＬ字形のワイパーブレードの取り
付け溝５４、５６内に摺動する。この組み立てが完了したならば、図１乃至図３
、又は図６及び図７に示したフレームにスプライン５０を取り付けることが可能
となる。
重要なことは、図８に示したスプライン５０は、ワイパーブレードの取り付け
溝５４、５６を特徴とすることである。これらの溝は、十分に大きいため、ワイ
パーブレードを取り付けたとき、ランナーと溝の内部との間に隙間スペースを生
じさせる。この隙間スペースは、ランナーが溝５４、５６内で上下に揺動するこ
とを許容する。この揺動動作は、ワイパーブレードがぬぐった面の上方に亙って
前後に滑動するとき、ワイパーブレードの一層の横方向の順応性に変換される。
図６及び図７において、片持ち式指状体３２の各々は、幅の広い端部を有して
いる（この端部は、その片持ち式指状体３２により画成された面外に曲げられた
偏平な矩形の端部３８として示してある）。図１２は、矩形の端部３８にて面外
に曲げた状態にて示す、片持ち式指状体３２の部分側面図である。勿論、この矩
形の端部３８は、円、三角形、半円形等を含む任意の適当な形状とすることがで
きる。この矩形の端部３８は、フレームの取り付け溝５２内に摺動する加圧点及
び取り付け点として機能する。この矩形の端部３８にて面外に曲がることは、フ
レーム取り付け溝５２への組み付けを容易にする。組み立て後、スプラインがフ
レーム３０の下方にて揺動することを許容する隙間スペースが矩形の端部３８と
フレームの取り付け溝５２との間に存在するようにすることが好ましい。
フレーム３０の両端にてそれぞれの開口部７２内に配置された選択随意のタブ
７０は、スプライン５０の他端にてフレームの取り付け溝５２内に掛止めされる
ように、僅かに曲げて、スプライン５０をフレーム３０に保持することができる
。フレーム３０が後方に曲がることは、スプライン５０をタブ７０上に挿入する
ことを許容する。このように、本発明は止めクリップ無しのシステムである。
当該技術分野にて公知の同様の技術、又はその他の技術を通じて、スプライン
及びワイパーブレードの組み合わせ体は、図１乃至図３に示したフレーム１０に
取り付けることができる。例えば、フレーム１０の全長に沿って形成された小さ
いＬ字形クリップ、又はフック２６は、スプライン（これらのクリップ上を摺動
可能）に掛止めする。
図１０は一つの代替例のワイパーブレード８０の断面図である。該ワイパーブ
レード８０は、下方に伸長する３つの脚部を有するＭ字形の断面形状であること
が好ましい。中央脚部８２は主たるスキィーズ動作を行う一方、２つの側脚部８
４は、掻き取り又はぬぐい動作を支援する。側脚部８４は、選択随意的に、フロ
ントガラスのガラスを擦るのを防止するように、その先端に小さい緩衝部８６を
有している。この代替例のワイパーブレード８０の取り付けは、ワイパーブレー
ド取り付け溝５４、５６内に摺動するランナー８８、９０を通じて行われる。
図４は、偏平なばねワイパーフレーム１０２を有する代替例のワイパーの側面
図であり、フレーム１０２は、中心ヒンジ１０６にて回動する中央の回動可能な
ロッカアーム１０４を備えている。アーム１０４における分離した接触点１００
（スプラインが取り付けられる）は、図１乃至図３の一例としての実施の形態形
態の最内方の片持ち式指状体３２と同様の効果を生ずる。ブレードを図８に示し
たようなスプラインに取り付けたならば、スプライン及びブレードの組み合わせ
体は、フレーム１０２上に摺動して、当該技術分野で公知の任意の手段を通じて
接触点１００に取り付けられる。
更に別の代替例（図示せず）において、図１又は図７に示したようなフレーム
は、図１に示すようなブラケットにて接合された２つの部材から成っている。こ
の設計は、本発明のその他の多くの特徴を容易に取り入れることができる。
図１１は、ワイパーブレード、スプライン及び好適な実施の形態のワイパーブ
レードの部品を示す、本発明の組立体の部分斜視図である。具体的には、図１１
は、スプライン５０のそれぞれのＬ字形のワイパーブレード取り付け溝５４、５
６内に摺動するように整合された２つのランナー６４、６６を有するワイパーブ
レード６０が図示されている。一方、該スプライン５０は、そのフレーム取り付
け溝５２を有しており、この取り付け溝は、偏平なばねフレーム３０上に配置さ
れた片持ち式指状体３２の平坦な矩形の端部３８上に摺動するように整合されて
いる。平坦な矩形の端部３８を片持ち式指状体３２に対して面外の位置にし、組
み立てを容易にし得るように、この平坦な矩形の端部３８の付近には、僅かな畳
み目が形成されているのが分かる。フレーム３０は、スプライン５０、及びブレ
ード６０を露出させ得るように切り欠いてある。