(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拭き取りブレード及び中央連結部を有し、車両のウインドスクリーンから支持力を受けるフラットワイパーであって、
前記拭き取りブレードは、ウインドスクリーン上の拭き取りブレードによって付与される線形力（Ｆ１）の拭き取りブレードに沿う変化に関する可変剛性形状であって、複数の特徴領域（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）を含む可変剛性形状を有し、
前記複数の特徴領域のうちの一つは、駆動アームによる支持力が働く前記中央連結部の近傍に位置し、前記線形力Ｆ１が最も大きな値となる領域Ｚ１であることを特徴とするフラットワイパー。
【請求項２】
請求項１記載のフラットワイパーにおいて、
前記可変剛性形状は、可変断面形状であることを特徴とするフラットワイパー。
【請求項３】
請求項２記載のフラットワイパーにおいて、
前記拭き取りブレードは、ヒンジ（１２）によって足（１３）に連結され、前記ウインドスクリーンに接触する１つの接触要素（１１）を含み、前記可変断面形状は、前記接触要素（１１）、および／または前記ヒンジ（１２）、および／または前記足（１３）の寸法的特徴に関するものであることを特徴とするフラットワイパー。
【請求項４】
拭き取りブレード及び中央連結部を有し、車両のウインドスクリーンから支持力を受けるフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法であって、
前記方法は、
−ウインドスクリーンに対して前記拭き取りブレードにより付与される前記拭き取りブレードに沿った線形力（Ｆ１）の変化の複数の特徴領域（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）を定め、
−前記各特徴領域の長さを決定し、
−前記各特徴領域において、前記線形力の変化の範囲を設定し、
−前記各特徴領域内において、少なくとも一部が前記変化の範囲に適合する剛性を有する前記拭き取りブレードの基準形状を決定し、
−連続連結法に従って、前記特徴領域（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）の基準形状を連結することにより、
可変剛性形状を決定するステップを有し、前記複数の特徴領域の一つとして、駆動アームによる支持力が働く前記中央連結部の近傍に位置し、前記線形力Ｆ１が最も大きな値となる領域Ｚ１を定めることを特徴とするフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法において、
前記基準形状は、前記拭き取りブレード断面の寸法特徴によって定められる形状であることを特徴とするフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法において、
前記拭き取りブレードは、ヒンジ（１２）によって足（１３）に連結され、前記ウインドスクリーンに接触する接触要素（１１）を含み、前記寸法的特徴は、前記接触要素（１１）、および／または前記ヒンジ（１２）、および／または前記足（１３）に関するものであることを特徴とするフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法において、
前記連続連結法は、線形法であることを特徴とするフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法において、
前記連続連結法は、弾性体基礎における梁モデルに由来するティモシェンコ法であることを特徴とするフラットワイパーのための拭き取りブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパーのための拭き取りブレードに関する。また、本発明は、前記拭き取りブレードの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、自動車のための拭き取りシステムの分野において、さらには、フラットワイパーを含む拭き取りシステムの分野において有利に適用できるものである。
【０００３】
現在、使用されている殆どのワイパーは、弓形部材を含む、いわゆる、直線ワイパーである。
【０００４】
このタイプのワイパーは、弓形部材を備えていないことを特徴とする「フラットブレード」としても知られており、いわゆる、新世代のフラットワイパーに徐々に置き換えられている。フラットワイパーの拭き取りブレードは、一般的にはエラストマーからなる可撓性の拭き取りブレードを備えているが、相違する点は、拭き取りブレードを支持する外側背面の一片が、拭き取りブレードが直接統合される可撓性の部材と置き換えられている点である。拭き取りブレードは、ブレードの一端部から他端部にかけて、一定の断面形となっている。
【０００５】
「フラットブレード」技術の１つの目的は、駆動アームを拭き取りブレードに連結する連結部において、駆動アームから付与される支持力を受け、この支持力が拭き取りブレードに沿って車両のウインドスクリーンに付与する線形力の分布を、拭き取りブレードの中央または他の２つの点で、殆ど同じになるようにすることである。
【０００６】
なお、「線形力」は、拭き取りブレードの単位長さ当りに働く力を意味し、Ｎ／ｍで表される。
【０００７】
下記の３つの理由から、一般に、ウインドスクリーンに対する線形力は、拭き取りブレードに沿って一定にならないことが知られており、これを一定にすることは、常に達成できるとは限らない。
【０００８】
−ウインドスクリーンの曲線は、拭き取りブレードを支持する剛性金属棒、またはバーティブラが、可撓性構造として設計されているため、全ての場所において、拭き取りブレードと厳密に一致するものではない。実際、剛質金属棒の形状寸法は、曲線の平均曲率半径で定義される。一方、ウインドスクリーンは、その曲線において、重要な変化を有することがある。特に、乗客側において、往々にして適切にカバーされない拭き取り領域の端部の場合である。このウインドスクリーンの端部の表面には、不完全な拭き取り部分が残存することとなる。
【０００９】
−駆動アームの空力的な持ち上がりを補償するため、駆動アームが連結される中央の連結部において、厳しく要求される力以上の力が、ワイパーに加えられる。その結果、連結部の真下に位置する拭き取りブレードの一部は、過剰な圧力を受けることとなる。
【００１０】
−良好な空力性能を達成するため、駆動アームを駆動するモータの出力軸に連結される傾斜ヘッドが、ブレード保持部に配置されている。そのため、上に向かう拭き取り方向と、下に向かう拭き取り方向との間で、作用力が不均衡となる。実際、連結部を基準として、拭き取りブレードは、上方向よりも下方向において大きな力を受けることが知られている。
【００１１】
線形力のこのような変化により、調整角度、拭き取り角度等は、拭き取りブレードに沿った実用的な最適な範囲の値にならない。結局、例えば、拭き取りの質、摩耗、および騒音に関して、拭き取りブレードの性能が制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、実用的な値の最適な寸法を設定し、拭き取りブレードの性能を改善するために、拭き取りブレードに沿った線形力の変化を考慮に入れることが可能なフラットワイパーのための拭き取りブレードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、本発明によれば、拭き取りブレード及び中央連結部を有し、車両のウインドスクリーンから押圧力を受けるフラットワイパーのための拭き取りブレードにより達成される。前記拭き取りブレードは、前記ウインドスクリーンに対し、拭き取りブレードによって付与される線形力の前記拭き取りブレードに沿った変化に関する可変剛性形状であって、複数の特徴領域（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）を含む可変剛性形状を有することを特徴としている。前記複数の特徴領域のうちの一つは、駆動アームによる支持力が働く前記中央連結部の近傍に位置し、前記線形力Ｆ１が最も大きな値となる領域Ｚ１である。
【００１４】
このように、拭き取りブレードの可変剛質形状が線形力の変化を考慮しているため、ウインドスクリーン上の実用的な値が均一であればあるほど、特に、拭き取り、摩耗、騒音等に関して、拭き取りブレードの動作を一層良好にさせることを可能とする調整角度および拭き取り角度が得られる。
【００１５】
本発明によれば、前記可変剛質形状は、可変断面形状である。実際、前記拭き取りブレードは、ヒンジによって足に連結され、前記ウインドスクリーンに均一に接触する接触要素を含み、前記可変断面形状は、前記接触要素、および／または前記ヒンジ、および／または前記足の寸法特徴に関するものである。
【００１６】
また、本発明は、このようなフラットワイパーにおける車両のウインドスクリーンから支持力を受ける拭き取りブレードの製造方法にも関する。
この方法は、
−ウインドスクリーンに対して、前記拭き取りブレードにより付与される拭き取りブレードに沿った線形力の変化に関する複数の特徴領域を定義し、
−前記各特徴領域の長さを決定し、
−前記各特徴領域において、前記線形力の変化の範囲を設定し、
−前記各特徴領域内において、少なくとも一部が前記変化の範囲に適合する剛性を有する拭き取りブレードの基準形状を決定し、
−連続連結法に従って前記特徴領域の基準形状を連結することにより、
可変剛性形状を決定するステップを有し、前記複数の特徴領域の一つとして、駆動アームによる支持力が働く前記中央連結部の近傍に位置し、前記線形力Ｆ１が最も大きな値となる領域Ｚ１を定めることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、前記基準形状は、前記拭き取りブレード断面の寸法的特徴によって定義される形状である。特に、前記拭き取りブレードは、ヒンジによって足に連結され、前記ウインドスクリーンに接触する接触要素を含み、前記寸法的特徴は、前記接触要素、および／または前記ヒンジ、および／または前記足に関するものである。
【００１８】
一実施形態によれば、前記連続連結法は、線形法である。
【００１９】
他の実施形態においては、前記連続連結法は、弾性体基礎における梁モデルに関するティモシェンコ法である。
【００２０】
非限定的な実施形態を添付の図面を参照して、以下に述べるところにより、本発明が、どのように構成され、かつどのように実施されるかを理解できると思う。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】ワイパーに定められている力よりも大きい駆動アームの力として、フラットワイパーの拭き取りブレードにより、ウインドスクリーンに付与される線形力の典型的な分布を示すグラフである。
【図１ｂ】ワイパーに定められている力よりも小さい駆動アームの力として、フラットワイパーの拭き取りブレードにより、ウインドスクリーンに付与される線形力の典型的な分布を示すグラフである。
【図２】種々のワイパー対して、図１で定義された特徴領域の標準的長さの統計的分布を示すグラフである。
【図３】図１で定義された特徴領域に適用される一例としての基準形状を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１ａは、「フラットブレード」技術で製造されたワイパーの拭き取りブレードにより、長さＬのワイパーに付与される線形力Ｆ1の典型的な変化を説明するグラフを示す。拭き取りシステムの駆動アームは、駆動アームに連結する拭き取りブレードを有するワイパーの中央連結部に、拭き取りブレードにおける定めた力よりも大きな支持力を付与する。このワイパーにおける定められた力は、線形力Ｆ1の分布を一定にする力である。
【００２３】
図１ｂは、逆の状態における同等のグラフであり、拭き取りシステムの駆動アームが、ワイパーにおける定義可能な力よりも小さい支持力を付与する場合である。
【００２４】
もちろん、支持力がワイパーの２カ所以上に伝達される場合においても、同様のグラフを作成することができる。
【００２５】
図１ａ、図１ｂの例から分かるように、ワイパーに沿った複数の特徴領域、ここでは、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3、Ｚ4で示される４つの領域を定めることができる。もちろん、線形力で示される変化の程度に応じて、４つの領域とは異なる複数の特徴領域を定めることができる。図１ａ、図１ｂの例は、より一般的な範囲を有する方法を実施する場合を示しているに過ぎない。
【００２６】
実際には、ワイパーの設計値である線形力Ｆ1の値に対応する水平軸に関して、種々の領域が定められる。殆どの場合、これは、ワイパーの直下の作用力の平均値である。
【００２７】
例えば、図１ａのグラフに関して、領域Ｚ1は、駆動アームによる支持力が働く中央連結部に極めて近い位置の領域であるから、線形力Ｆ1が最も大きな値となる部分である。線形力Ｆ1は、拭き取りブレードの中心から離れるに従って減少する。グラフの水平軸との最初の交点において、領域Ｚ1の終了点および領域Ｚ2の開始点を定義することができる。領域Ｚ2は、新たな交点に到達するまで、線形力が次第に弱くなる荷重の緩和領域である。新たな交点は、力Ｆ1が中間値となる領域Ｚ2と領域Ｚ3との間の限定した点として選択することができる。さらに、線形力Ｆ1は、例えば、領域Ｚ3と、線形力Ｆ1が、０に向かって減少する領域Ｚ4との間の境界で定義される第３の交点から、急激に減少する。
【００２８】
図１ｂのグラフに対しても、対称的に同様である。
【００２９】
次いで、各特徴領域の平均長さを決定する。この決定は、統計的に行われる。異なる構造を有するウインドスクリーンや、付与される支持力が変化する場合等と同じく、ここで行う拭き取りブレードの寸法の決定は、いかなる長さを有する拭き取りブレードに対しても適切でなければならない。
【００３０】
この目的のために、図１に示すものと同様に、非常に多くのグラフから読み取った特徴領域の長さと線形力の値とにグループ化し、有限要素法もしくは他の計算方法に基づく理論モデルにより描画するか、または、存在する拭き取りブレードを実際に測定して描画することにより、データベースを作成する。どの場合にも、拭き取りブレードは、一定の断面形状を有しているものとする。
【００３１】
データベースを作成すると、図２に示すグラフを描くことができる。このグラフは、特徴領域Ｚ1、Ｚ2およびＺ4のそれぞれに対して、図２の横軸に示された変数であるｘとｘ＋Δｘとの間のワイパーの長さＬを有する正規化領域の長さの正規化周波数を示している。換言すると、与えられた特徴部分に対するｘとｘ＋Δｘ（例えば、Δｘ＝０．０２）との間の正規化された長さの値のデータベースにおける事象の数を計数し、得られた事象の数を、一致する利用可能なデータの全体数で割る。この計算の結果は、図２の縦座標として示される周波数である。
【００３２】
図２の１つのタイプのグラフから、各領域の長さの変化の間隔と、一致する平均統計長さとを推測することができる。例えば、Ｌが、ワイパーの全長を表すものとすると、Ｚ1は、平均値が０．０８Ｌである０．０４Ｌと０．１１Ｌとの間で変化し、Ｚ2は、平均値が０．１６Ｌである０．０８Ｌと０．２４Ｌとの間で変化し、Ｚ4は、平均値が０．０７Ｌである０．０４Ｌと０．１０Ｌとの間で変化するか、または、４５ｍｍの固定値となる。
【００３３】
領域Ｚ3の長さは、拭き取りブレードの全長Ｌを補完するものとして、他の領域の１つから推測することができる。
【００３４】
領域Ｚ4に対しては、長さの短いワイパーが乗客側に配置される場合があるため、固定長を選択することができる。また、ウインドスクリーンの曲線の変化が、運転者側よりも乗客側でより重要であることを留意することができる。ここで、この乗客側については、対処することがより困難である。さらに、拭き取りブレードの端部で拭き取られない領域は、その全長に対して増加する傾向にあり、このことは、領域Ｚ4を一定の長さに設定することが有利であることを示している。
【００３５】
データベースに記録された統計的データを使用する限り、線形力Ｆ1の変化の範囲は、各領域に対して作成することができる。例えば、Ｚ1は、６〜５０Ｎ／ｍ、Ｚ2は、５〜２６Ｎ／ｍ、Ｚ3は、６〜３４Ｎ／ｍ、Ｚ4は、０〜５０Ｎ／ｍである。
【００３６】
これらの図面から了解されるように、他の性能に影響を与えるリスクを負うこと無く、変化の全体量を受け入れることのできる一定形状の拭き取りブレードを設計することはできない。
【００３７】
領域Ｚ1に対しては、荷重に対する重要な変化を受け入れる剛性の大きい形状に設計する必要がある。事実、フラットブレードの中央領域は、一般に支持力の最大の変化を支持する。
【００３８】
反対に、領域Ｚ2は、０以下の荷重条件で動作する寸法とすることができる。このことは、他の個所よりも線形力が弱いことを効果的に示す中央連結部のいずれか一方のサイドに筋があることから理解される。
【００３９】
領域Ｚ3は、中程度の荷重条件を示す。
【００４０】
領域Ｚ4では、非常に大きな荷重の変化を受ける。実際には、このような領域の全体をカバーすることは、非常に困難である。この圧力範囲では、この領域を拭き取れないという大きな問題を引き起こすため、領域Ｚ4の範囲を定めるように、小さい荷重を掛け、曲線とよりよく合わせることが有利である。
【００４１】
上述した考察から、拭き取りブレードに沿った線形力に対して得られる変化に関し、荷重が拭き取りブレードに可変剛質形状を与えることについて、各領域の要求を調整することができる。
【００４２】
前記の可変剛性は、所要の剛性を得るための寸法とした可変断面形状により得ることができる。
【００４３】
具体的には、基準形状が定められている各領域に対して、所要の剛性を有する種々の断面基準形状が、連続連結法によって得られる。
【００４４】
一例として、領域Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3の基準形状は、各領域の中央で定められ、領域Ｚ4の基準形状は、拭き取りブレードの端部で定められる。
【００４５】
連続連結法は、線形法とすることができる。しかし、形状変化の規則は、形状の構造と、拭き取りレードの直下の力の分布との間でより適切なものとなるように、拭き取りブレードの線形力の変化に従って選択することもできる。このような形状変化の規則は、例えば、ティモシェンコの弾性体基礎における梁モデルに基づく。この規則は、次の通りである。：
ｆ（ｘ）＝Ａ・ｅ-kx・（cos（kx）＋sin（kx））
【００４６】
本発明に係る拭き取りブレードは、エラストマーを成形して製造することが望ましい。この方法は、可変断面形状の製造に特に適している。
【００４７】
所望の剛性を有する可変断面形状を得るため、拭き取りブレードの寸法の特徴、特に、その一般的な三角形状から「Ａフレーム」とも称されるウインドスクリーンに接触する接触要素と、拭き取りブレードに沿って伸びるプラスチック支持体に係合され、前記接触要素を拭き取りブレードの足に連結するヒンジとを変更することができる。
【００４８】
次に、このような寸法の特性を、どのようにして変更するのかについて、一例をあげて説明する。
【００４９】
上記のように定義された異なる特徴領域Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3に対する線形力の変化の範囲を考慮し、これらの領域に対して、正規化して定義された線形力として、１７．２Ｎ／ｍ、１１．２Ｎ／ｍ、１４．２Ｎ／ｍをそれぞれ付与すると、領域Ｚ1に対しては、線形力の３５％〜２９０％が変化し、領域Ｚ2に対しては、５５％〜２３０％の範囲で変化し、領域Ｚ3に対しては、４２％〜２４０％が変化することがわかった。
【００５０】
現在、最新のものの形状では、一般的に標準化されている力の４２％〜２４０％の変化に対応することができる。標準形状からなるこのタイプでは、このような領域の基準形状を変更することなく、領域Ｚ3に適用することができる。この形状は、他の領域の基準形状を得るために、接触要素およびヒンジの寸法上の特徴を変更する基準として使用することができる。これは、図３に示してある。
【００５１】
我々が既に見てきた、より剛質の形状を有し、線形力による大きな変化を受け止める必要のある領域Ｚ1に関しては、図３のａ）に示すように、図３のｃ）に示す基本形状に対して、Ａ−フレーム１１の肩１１１を広げ、本体１１２およびリップ１１３が厚くなるように規定する。
【００５２】
より小さい荷重を受ける領域Ｚ2では、図３のｂ）に示すように、足１３を有するヒンジ１２を伸ばすことができる。
【００５３】
最後に、領域Ｚ4に対しては、図３のｄ）に示すように、小さい荷重を受け、拭き取りブレードのより良好な可撓性によって、ウインドスクリーンの曲線領域を拭き取ることができる形状とするため、Ａ−フレーム１１の本体１１２は狭くされる。拭き取りブレードの最端部の領域において、拭き取りブレードが裂けることを防ぐため、ヒンジ１２を厚くすることができる。このヒンジ１２の強化領域は、領域Ｚ4における第５の領域と考えることができる。
【００５４】
所望の要求される剛性を得るために、足１３の特徴を変更することも可能である。
【００５５】
形状は、拭き取りブレードの全長に亘って寸法を一定とするのではなく、例えば、騒音のような他の制約に関して、形状を自由に変更することができ、制約のないことに留意すべきである。
【００５６】
上記の方法は、従来の拭き取りブレード、または、複数の支持点を有する、いわゆる、フラットブレードにも同様に適用しうるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１１  Ａ−フレーム
１２  ヒンジ
１３  足
１１１  肩
１１２  本体
１１３  リップ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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