(57)【要約】【課題】  過大な荷重によるワイパーシステムの損傷を防止する。【解決手段】  本発明は、所定の荷重、例えば可撓性部材（２８）の最大荷重を３０％を超える圧縮荷重を考慮するために、可撓性部材（２８）を使用するウィンドシールドワイパーシステム（１０）および方法に関する。このシステム（１０）は、比較的小さい弾性率を有し、比較的高い伸び特性を有する引出し成形された可撓性複合材料を利用している。可撓性部材に加えられた圧縮荷重が所定の荷重を超えたときに、ワイパーシステム（１０）内の部品への損傷の防止を容易にするように、可撓性アーム（２８）が曲がるようになっている。この可撓性アーム（２８）は、その端部に設けられた複数の表面溝（１０４）と、各端部に重ね成形されたコネクタ（３２）（３４）を有する。
2005533715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の座屈荷重よりも大きい軸方向を向く圧縮荷重のもとで弾性的に座屈するとともに、前記所定の座屈荷重よりも低い圧縮荷重に対する比較的剛質の応答を示す可撓性アームを構成するよう、グラスファイバー材料を引出し成形するステップと、
前記可撓性アーム内に複数の表面溝を設けるステップと、
前記表面溝に対して、ソケットを重ね成形するステップ
とを備える、ウィンドシールドワイパーアームの製造方法。
【請求項２】
前記複数の表面溝が、少なくとも１つの軸方向溝と、少なくとも１つのクロス溝とを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
フライスマシンにより、前記切断ステップを実行する請求項１記載の方法。
【請求項４】
レーザーにより、前記切断ステップを実行する請求項１記載の方法。
【請求項５】
プラズマトーチにより、前記切断ステップを実行する請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記複数の表面溝が成形材料により完全に満たされるまで、前記重ね成形ステップを続行する請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記重ねステップが、前記可撓性アームの各端部にソケットを重ね成形するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記アームの第１端部および前記アームの第２端部に、前記複数の表面溝を設けるステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記表面溝を設けるステップが、前記可撓性アームに前記複数の表面溝を切断するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記表面溝を設けるステップが、前記可撓性アームに前記複数の表面溝を切断するステップを含む請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の表面溝が、少なくとも１つの軸方向溝と、少なくとも１つのクロス溝とを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
フライスマシンにより、前記切断ステップを実行する請求項１記載の方法。
【請求項１３】
レーザーにより、前記切断ステップを実行する請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
プラズマトーチにより、前記切断ステップを実行する請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の表面溝が、成形材料により完全に満たされるまで、前記重ね成形ステップを続行する請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
複数のリンクアームを備え、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つに加えられた圧縮荷重が、疲労条件の結果として所定の荷重を超えたときに、前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように、前記複合可撓性アームが曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形する際に、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つが、インターロックジョイントを提供するのを容易にするよう、各端部に複数の溝を備える、ワイパーシステムで使用するためのウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項１７】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を有する請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項１８】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項１９】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２０】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを含む、引出し成形された複合体を含む請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２１】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項１８記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２２】
前記可撓性アームの断面が、長方形である請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２３】
前記可撓性アームが、駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が、前記所定の荷重未満であるときに、前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が、前記所定の荷重を超えたときに、第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離が、前記第１の距離未満である請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２４】
前記圧縮荷重が、前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２５】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項２４記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２６】
前記アームが、第１側面と該第１側面に対向する第２側面とを備え、前記複数の溝のうちの第１の組が、前記第１の側面に位置し、前記複数の溝のうちの第２の組が、前記第２の側面に位置する請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２７】
第１の組と第２の組とが、同じ数の溝を有する請求項２６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２８】
第１の組と第２の組とが、異なる数の溝を有する請求項２６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項２９】
前記第１の組が、少なくとも３つの溝を有し、前記第２の組が、少なくとも４つの溝を有する請求項２６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項３０】
前記溝が、実質的に直線状であり、前記アームの軸線と実質的に直角に延びている請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項３１】
前記溝が、実質的に直線状であり、前記アームの軸線と実質的に平行に延びている請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項３２】
前記コネクタが、ボールソケットを有する請求項１６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項３３】
第１ワイパーと、
第２ワイパーと、
前記第１ワイパーおよび第２ワイパーに結合されたウィンドシールドワイパー駆動リンクと、
前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクに結合された駆動モータとを備え、前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクが、
前記第１および第２ワイパー並びに前記駆動モータに結合された複数のリンクアームと、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記すくなくとも１つに加えられた圧縮荷重が、疲労状態の結果として所定荷重を超えたときに、前記可撓性アームが、前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形したときに、インターロックジョイントを提供することを容易にするための複数の溝を、前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、各端部に備えている、ワイパーシステム。
【請求項３４】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を有する請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項３５】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項３６】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項３７】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを備える、引出し成形された複合体を含む請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項３８】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項３５記載のワイパーシステム。
【請求項３９】
前記可撓性アームの断面が、長方形である請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項４０】
前記可撓性アームが、駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が、前記所定の荷重未満であるときに、前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えたときに、第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離は、前記第１の距離未満である請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項４１】
前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項４２】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項４１記載のワイパーシステム。
【請求項４３】
前記アームが、第１側面とこの第１側面と対向する第２側面とを備え、前記複数の溝のうちの第１の組が、前記第１の側面に位置し、前記複数の溝のうちの第２の組が、前記第２の側面に位置する請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項４４】
第１の組と第２の組とが、同じ数の溝を有する請求項４３記載のワイパーシステム。
【請求項４５】
第１の組と第２の組とが、異なる数の溝を有する請求項４５記載のワイパーシステム。
【請求項４６】
前記第１の組が、少なくとも３つの溝を備え、かつ前記第２の組が、少なくとも４つの溝を備える請求項４３記載のワイパーシステム。
【請求項４７】
前記溝が、実質的に直線状であり、かつ前記アームの軸線と実質的に直角に延びている請求項４３記載のワイパーシステム。
【請求項４８】
前記溝が、実質的に直線状であり、前記アームの軸線と実質的に平行に延びている請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項４９】
前記コネクタが、ボールソケットを含む請求項３３記載のワイパーシステム。
【請求項５０】
複数のリンクアームを備え、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つに加えられた圧縮荷重が、疲労条件の結果として所定の荷重を超えたときに、前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形する際に、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つが、インターロックジョイントを提供するのを容易にするよう、前記アームの端部の各側面に内側溝を有する、ワイパーシステムで使用するためのウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５１】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を含む請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５２】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５３】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５４】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを含む、引き抜き成形された複合体を含む請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５５】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項５２記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５６】
前記可撓性アームの断面が、長方形である請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５７】
前記可撓性アームが、駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が前記所定の荷重未満であるときに、前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が、前記所定の荷重を超えたときに第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離が、前記第１の距離未満である請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５８】
前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項５９】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項５８記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項６０】
前記内側溝が、三日月状となっている請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項６１】
前記内側溝が、前記アームの軸線と実質的に平行に延びている請求項５０記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項６２】
前記コネクタが、ボールソケットを含む請求項５９記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項６３】
第１ワイパーと、
第２ワイパーと、
前記第１ワイパーおよび第２ワイパーに結合されたウィンドシールドワイパー駆動リンクと、
前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクに結合された駆動モータとを備え、前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクが、
前記第１および第２ワイパー、並びに前記駆動モータに結合された複数のリンクアームと、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記すくなくとも１つに加えられた圧縮荷重が疲労状態の結果として所定荷重を超えたときに、前記可撓性アームが、前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形したときに、インターロックジョイントを提供することを容易にするための内側の溝を、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つが前記アームの端部に備えている、ワイパーシステム。
【請求項６４】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を有する請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項６５】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項６６】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項６７】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを含む、引出し成形された複合体を含む請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項６８】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項６５記載のワイパーシステム。
【請求項６９】
前記可撓性アームの断面が、長方形である請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７０】
前記可撓性アームが駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が前記所定の荷重未満であるときに、前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えたときに、第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離が、前記第１の距離未満である請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７１】
前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７２】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７３】
前記内側溝が、三日月状となっている請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７４】
前記内側溝が、前記アームの軸線と実質的に平行に延びている請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７５】
前記コネクタが、ボールソケットを含む請求項６３記載のワイパーシステム。
【請求項７６】
複数のリンクアームを備え、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが、複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つに加えられた圧縮荷重が、疲労条件の結果として所定の荷重を超えたときに、前記複合可撓性アームが前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形する際に、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つが、インターロックジョイントを提供するのを容易にするよう、前記複数のアームのうちの前記少なくとも１つを貫通し、前記アームの端部に隣接する開口部を含む、ワイパーシステムで使用するためのウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項７７】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を有する請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項７８】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項７９】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８０】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを含む、引出し成形された複合体を含む請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８１】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項７８記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８２】
前記可撓性アームの断面が、長方形である請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８３】
前記可撓性アームが、駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が前記所定の荷重未満であるときに、前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えたときに第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離が、前記第１の距離未満である請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８４】
前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８５】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項８４記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８６】
前記開口部が、円形である請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８７】
前記開口部が、円形でない請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８８】
前記コネクタが、ボールソケットを含む請求項７６記載のウィンドシールドワイパー駆動リンク。
【請求項８９】
第１ワイパーと、
第２ワイパーと、
前記第１ワイパーおよび第２ワイパーに結合されたウィンドシールドワイパー駆動リンクと、
前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクに結合された駆動モータとを備え、前記ウィンドシールドワイパー駆動リンクが、
前記第１および第２ワイパー並びに前記駆動モータに結合された複数のリンクアームと、
前記複数のリンクアームのうちの少なくとも１つが複合可撓性アームを備え、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つに加えられた圧縮荷重が、疲労条件の結果として所定の荷重を超えたときに、前記複合可撓性アームが前記ワイパーシステムにおける部品の損傷を防止するのを容易にするように曲がるようになっており、
各端部にコネクタを重ね成形する際に、前記複数のリンクアームのうちの前記少なくとも１つが、インターロックジョイントを提供するのを容易にするよう、前記複数のアームのうちの前記少なくとも１つを貫通し、前記アームの端部に隣接する開口部を含むワイパーシステム。
【請求項９０】
前記可撓性アームが、少なくとも３．４５×１０8Ｐａ（５００００ｐｓｉ）の弾性率を有する請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９１】
前記所定の荷重が、最大作動荷重よりも約３０％大きい請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９２】
前記所定の荷重が、約３００ニュートン以上である請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９３】
前記可撓性アームが、４０〜６０重量％のグラスファイバーを備えた、引出し成形された複合体を含む請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９４】
前記可撓性アームが、約２５０ｍｍ以上の長さを有する請求項９１記載のワイパーシステム。
【請求項９５】
前記可撓性アームの断面が長方形である請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９６】
前記可撓性アームが、駆動アームに結合された第１端部と、被動アームに結合された第２端部とを備え、前記圧縮荷重が前記所定の荷重未満であるときに前記第１端部と前記第２端部とが第１の距離を構成し、前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えたときに第２の距離を構成し、かつ前記第２の距離が、前記第１の距離未満である請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９７】
前記圧縮荷重が前記所定の荷重を超えた後で、前記可撓性アームが少なくとも２５ｍｍ短くなったときでも、前記圧縮荷重が実質的に一定のままである請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項９８】
前記可撓性アームが、ファイバーで強化された複合体または熱硬化キャリアである請求項９７記載のワイパーシステム。
【請求項９９】
前記開口部が、円形である請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項１００】
前記開口部が、円形でない請求項８９記載のワイパーシステム。
【請求項１０１】
前記コネクタが、ボールソケットを含む請求項８９記載のワイパーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウィンドシールド（風防ガラス）ワイパーシステムに関し、より詳細には、所定の荷重を越える圧縮荷重を補償するよう、曲がるかまたは屈曲する少なくとも１つの可撓性部材を利用したウィンドシールドワイパーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウィンドシールドワイパーシステムの分野では、上部にワイパーブレードを有するワイパーアームが、休止位置からインワイプ位置を通って、アウトワイプ位置へ駆動される。休止位置では、ブレードは、車両のウィンドシールドの底部またはその下方のいずれかに位置することが多い。正常にワイピング動作をする間、ブレードはゴミまたは粒子、例えば氷、雪またはその他のゴミを、ウィンドシールドから除くように、インワイプ位置とアウトワイプ位置との間で振動する。
【０００３】
ウィンドシールドに雪または氷が堆積し、ユーザーがワイパースイッチをオフの位置に作動させたときに、雪または氷により、ワイパーブレードが例えばインワイプ位置から休止位置へ完全に後退できなくなることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴミが、ワイパーアームおよびブレードをブロックすると、ワイパーリンクとブレードを駆動する駆動モータに、かなりの大きさの応力が作用する。例えば、ワイパーアームを駆動する駆動リンクにモータの駆動シャフトを結合しているモータ駆動リンクは、圧縮力を受けることが多い。従来、車両のワイピングパターン条件の変更を回避するために、膨張および収縮を低減するよう、ワイパーシステムのリンク部材は強化されてきた。しかし、凍結時、積雪時にはウィンドシールドの底部に雪および氷が詰まり、これによって、ワイパーアームおよびブレードの運動が制限される。
【０００５】
モニタ駆動リンクの剛性により、駆動モータの駆動ギアを収容するハウジングが割れたり、壊れたりすることがある。また、駆動リンクを他のリンクに、間接的または直接的に結合する１つ以上の駆動プレートが割れたり、破壊することもある。
【０００６】
米国特許第6,148,470号および第6,381,800号は、リンクアームを開示している。これらの米国特許を、本明細書では参考例とし、明細書の一部とする。
【０００７】
論文「ウィンドシールドワイパーシステムにおける荷重を制限するための複合材料の新規な使用法」（ペンロッド外著、著作権２００１年オートモーティブエンジニアズ協会）には、これら発明の利点が記載されている。この論文を、本明細書では参考例として援用し、明細書の一部とする。
【０００８】
従って、過去の問題の防止を容易にするために、弾性率が比較的小さく、伸び率および疲労性能が比較的高い１つ以上のリンクアームを利用した、簡単で有効なリンクシステムが求められている。
【０００９】
本発明の１つの特徴によれば、所定の座屈荷重よりも大きい軸方向を向く圧縮荷重のもとで、弾性的に座屈すると共に、前記所定の座屈荷重よりも低い圧縮荷重に対する比較的強固な応答を呈する可撓性アームを構成するよう、グラスファイバー材料を引き抜き成形するステップと、前記可撓性アーム内に複数の表面溝を設けるステップと、前記表面溝に対してソケットを重ね成形するステップとを備えた、ウィンドシールドワイパーアームを製造する方法が提供される。
【００１０】
以下の説明、添付図面および特許請求の範囲から、本発明の上記以外の目的および利点が明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１および図２Ａ〜２Ｄを参照する。これらの図には、ウィンドシールド１６をワイピングするための第１ワイパー１２と、第２ワイパー１４とを備えたウィンドシールドワイパーシステム１０が示されている。第１ワイパー１２は、ワイパーアーム１２ａとブレード１２ｂとを備え、ワイパー１４は、ワイパーアーム１４ａとブレード１４ｂとを備えている。
【００１２】
またワイパーシステム１０は、ウィンドシールドワイパー駆動リンク、すなわちリンク手段１８を備え、このリンク手段１８は、公知の手段である、溶接、ナットとボルト、または同等品により、駆動モータ２０が締結された第１リンクアーム１８を備えている。
【００１３】
フレームリンク１８は、第１ピボットハウジング２１と、これに固定された第２ピボットハウジング２２を備えている。第２ハウジング２１および２２は、回転自在な第１ピボットハウジングシャフト２１ａと、回転自在な第２ピボットハウジングシャフト２２ａとを備え、これらのシャフトは、それぞれ、駆動自在にワイパーアーム１２ａおよび１４ａ（図１では仮想線で示されている）に結合されている。
【００１４】
回転自在な第１ピボットハウジングシャフト２１ａは、駆動プレート２４の第１端部２４ａに結合されている。同様に、ピボットハウジングシャフト２２ａは、図１に良く示されているように、第２駆動プレート２６の第１端部２６ａに固定されている。
【００１５】
作動またはスレーブリンク２３は、第１駆動プレート２４の第２端部２４ｂを、第２駆動プレート２６の第２端部２６ｂに結合し、よって、駆動プレート２４および２６は、矢印Ａの方向にピボットハウジングシャフト２１ａおよび２２ａを回転自在に駆動し、ワイパーブレード１２ｂおよび１４ｂを駆動するように、同期して作動する。
【００１６】
リンク、すなわちリンク手段１８は、駆動プレート２４の第２端部２４ｂに第１端部２８ａが結合されたモータ駆動リンク、すなわち、可撓性アーム２８を更に含んでいる。
【００１７】
また、モータ駆動リンク、すなわち可撓性アーム２８は、第２端部２８を備え、この第２端部は、クランクアーム３０を介して、モータ２０の出力シャフト２０ａに結合されている。この点に関し、クランクアーム３０は、クランクアームボール（図示せず）を備え、駆動プレート２４は、駆動プレートボール（図示せず）を備えている。
【００１８】
アーム２８は、ソケット３２と、このソケットの上に重ね成形さたソケット３４を有する、細長い長方形部材２９（図３〜図５）を備えている。
【００１９】
図３〜図６に良く示されているように、モータ駆動リンクまたは可撓性アーム２８の第１端部２８ａは、駆動シャフト２４に駆動プレートボール（図示せず）を取り付けるためのソケットを備え、モータ駆動リンクすなわち可撓性アーム２８の第２端部２８ｂは、クランクアーム３０にクランクアームボール（図示せず）を受けるためのソケット３４を備えている。
【００２０】
図３〜図７に良く示されているように、第１端部２８ａは、ソケット３２を備え、第２端部２８は、ソケット３４を備えている。ソケット３２（図６）は、ソケットエリア４０を構成していることに留意されたい。ワイパー１２と１４とが休止位置にあるときに、センターラインＣＬ（図５）とシャフト２０ａ、２２ａおよび２４ａの軸とを整合することが望ましい。
【００２１】
図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に良く示されているように、可撓性アーム２８は、長さＬ１を定めており、この長さは、上記実施例では２５０ｍｍを超えている。疲労条件中、アーム２８に加えられる圧縮荷重が、所定の荷重（例えば下記のような可撓性部材２８の最大作動荷重の少なくとも３０％）を超えると、可撓性アーム２８は、屈曲または曲がり始める。これによって可撓性アーム２８は、図２Ｄによって示される長さＬ２まで短くされる。この長さＬ２は、長さＬ１よりも短い。
【００２２】
本明細書で後に説明する図９のグラフに示されるように、圧縮荷重が所定の荷重に達した後に、可撓性アーム２８が屈曲し続け、少なくとも５ｍｍ短くなると、圧縮荷重はほぼ一定のままである。
【００２３】
図３〜図５に示されているように、可撓性アーム２８は、表１に関して後に説明するタイプの複合材料から製造することが望ましい。図８Ａに良く示されているように、可撓性アーム２８は、断面が全体として長方形であり、細長い（図３〜図５）。部材２８は、楕円、円または所望により、他のある幾何学的形状とされる。
【００２４】
実施例では、可撓性アーム２８の長さｌ１（図２Ａおよび３）は、少なくとも２５０ｍｍであるが、用途によっては、任意の適当な長さとすることができる。
【００２５】
図７は、可撓性部材２８にソケット３２および３４を設けることができる本発明の別の実施例を示す。これらのソケットは、可撓性部材２８に所定の応力が加えられたときに、エンドキャップ３２および３４を部材２９から、剪断または分離しうる剪断レリーフエリア５０および５２を備えている。
【００２６】
この所定の応力は、部材２９が破断点に達したときに、ソケット３２または３４のうちの１つ以上を、部材２９から剪断または分離し、破壊を防止できるように、部材２９の破断点、すなわち最大荷重よりも若干小さくなるように選択することが好ましい。
【００２７】
図７に示すように、ラインＣは、図７のラインＤが示すように、剪断面Ａs＝ＬＷ、および最小横断面ＡＣ＝ＨＷを構成している。剪断面に沿う剪断応力は、次のようにして定められる剪断強度を超えてはならない。
【００２８】
【数１】
2005533715.tif 000003
【００２９】
ここで、Ａs＝ＬＷであり、
Ｌ＝剪断面の長さ（ラインＣ）であり、
Ｗ＝部材２８のカバーであり、
Ｐ＝実験により測定した部材２８にかかる引張荷重であり、
Ｔ＝部材２８の剪断応力であり、
Ｔy＝部材２８の降伏剪断応力である。
【００３０】
最小横断面にかかる引張応力は、次のように降伏応力を超えてはならない。
【００３１】
【数２】
2005533715.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｓ＝部材２８の引張応力であり、
Ｓｙ＝部材２８の降伏応力であり、
Ｐ＝実験で測定した部材２８にかかる引張荷重であり、
Ｈ＝部材２８の高さであり、
Ｗ＝部材２８の幅である。
【００３３】
次に図２Ａ〜図２Ｄを参照して、リンク１８の一般的な作動について説明する。ユーザーがワイパースイッチ（図示せず）を作動させると、駆動モータ２０は附勢され、休止位置（ＰＰ）から、インワイプ位置（ＩＷＰ）を通して、アウトワイプ位置（ＯＷＰ）へ向けてワイパーを移動させ、次にインワイプ位置へ戻し、上記動作を繰り返す。
【００３４】
ユーザーが、スイッチをオフ位置（図示せず）にすると、駆動モータ２０は、クランクアーム３０を駆動し、モータ駆動リンク、すなわち可撓性アーム２８を駆動し、ワイパー１２および１４を、インワイプ位置から休止位置へ移動させようとする。モータ２０は、クランクアーム３０２を駆動し、クランクアーム３０は、次にモータ駆動リンクまたは可撓性アーム２８を駆動し、図１内の矢印Ｂの方向に、駆動プレート２４の第２端部２４ｂを駆動する。作動リンク２３は、駆動プレート２６の第２端部２６ｂを直接駆動することにより応答する。
【００３５】
次に、駆動プレート２４および２６の移動により、ピボットハウジングシャフト２１ａおよび２２ａはそれぞれ回転自在に駆動され、モータ駆動シャフト２０ａの回転に応答し、第１ワイパー１２および第２ワイパー１４は、ウィンドシールド１６の面を横断するように、これらワイパーが駆動される。
【００３６】
図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、（図２Ｃおよび図２Ｄにおいては４９で示されている）雪、氷またはその他の材料もしくは条件により、ワイパーブレードの、例えばインワイプ位置から休止位置までの移動が阻止されると、過剰な荷重条件が生じ得る。
【００３７】
しかし、モータ２０は、モータ駆動リンクまたは可撓性アーム２８を駆動し続ける。従って、アーム２８に圧縮力または荷重が加えられる。
【００３８】
可撓性アーム２８に加えられる荷重が、本明細書で後述する所定の荷重を超えると、可撓性アーム２８は屈曲し、ワイパーシステム１０における種々の部品の損傷を防止することを容易にする。従って、可撓性アーム２８は、圧縮力または荷重が所定の荷重を超えたときに、冒頭に述べた圧縮力または荷重に合うように屈曲する。
【００３９】
説明中の実施例では、所定の荷重を、通常の最大作動荷重の少なくとも１３０％またはそれ以上に設定すると、アーム２８が通常のワイピングを行うのに十分剛性のままであるが、疲労条件中、十分可撓性であり、曲がることができることが経験的に分かっている。従って、所定荷重が可撓性アーム２８に対する通常の最大草稿荷重の約１３０％を超えると、ワイパーシステム１０は、システム１０の部品を保護しながら最大効率で作動できる。
【００４０】
上記実施例では、所定の荷重は、次のように定義される。
【００４１】
【数３】
2005533715.tif 000005
【００４２】
ここで、ＰCR＝所定の荷重であり、
ＰLINK＝屈曲しない同等サイズのスチールまたは剛性リンクに対する通常の最大作動荷重であり、
Ｋ＝次の式で示される係数である。
【００４３】
【数４】
2005533715.tif 000006
【００４４】
Ｅは曲げ弾性率（ＭＰａ）であり、
Ｉは慣性モーメント（ｍｍ4）であり、
Ｌは可撓性アーム２８の長さ（ｍｍ）である。
【００４５】
部材２８の横断面の形状を、図８Ｂに示すように、そのエッジ部分を丸くした場合、次の式により、慣性の面積モーメント（Ｉ）に対する式を計算できる。
【００４６】
【数５】
2005533715.tif 000007
【００４７】
ここで、Ｗ、ＨおよびＲは、それぞれ図８Ｂに示された部材２８の断面部の幅、高さ、およびすみ肉半径である。
【００４８】
下記の表１に示された寸法を有する複合材料のサンプルを８個製造し、インストロン試験装置を使って試験した。荷重および変位量を記録し、図１に試験結果を示し、図９にグラフとして示した。
【００４９】
表１に示すように、４つの異なる複合材料は、米国オハイオ州クリーブランドのレッドシールエレクトリックカンパニーによって提供された成形ガラスラミネートと、米国サウスカロライナ州ハンプトンのインターナショナルペーパー社から提供された成形エポキシ樹脂と、米国オハイオ州デイトンのナショナルコンポジットセンターから提供された配向ガラスファイバーを有する引出し成形ポリエステルと、米国インディアナ州ウォルカートンのポリゴン社から提供された、単一方向のガラスファイバーを有する引出し成形ポリエステルとを含んでいた。
【００５０】
比較する実際の荷重（Ｔcrit-Exp）が、理論的荷重（Ｐcrit-Theory）まで好ましく変化したことが、表１から明らかである。
【００５１】
【表１】
2005533715.tif 000008
【００５２】
図９は、インストロン試験装置の結果を示すグラフである。圧縮アーム１８にかかる荷重が、３００ニュートンを超えるまで増加するにつれ、可撓性アーム１８は、（図２Ｄに示されるように）屈曲し始め、可撓性部材２８に荷重を分散させる。
【００５３】
モータ２０（図１）が、可撓性アーム２８にトルクを加え続けている間でも、荷重はほぼ一定のままであることに留意されたい。
【００５４】
図１０〜図１３は、本発明の別の実施例を示す。この実施例では、同様の部品には同じ符号を付けてあるが、部品には、’のマークが付けられている点が異なる。
【００５５】
この実施例では、可撓性アーム２８’は、（図１３に示されるように）ほぼ円形の横断面を有し、図１２に示されるように、可撓性部材２８’が楕円形の断面を有している領域に、複数の屈曲部のエリア６２’を備えている。圧縮荷重が、所定の荷重、例えば可撓性部材２８’の最大作用荷重よりも３０％高い荷重を超えると、脆弱ポイントによって、可撓性部材２８’は領域６２’で屈曲できる。
【００５６】
可撓性部材２８’は、図１１に示される長さＬ４よりも長い長さＬ３（図１０）を有する。長さＬ３と長さＬ４との差だけでなく、上記実施例で述べた長さＬ１とＬ２との差は、駆動モータ２０が駆動プレート２４（図１）を駆動し続ける弧状距離に直接比例することが判っている。
【００５７】
理想的な可撓性部材２８は、所定の荷重まで完璧に完全に剛性であり、その後、完全に弾性となる。かかる可撓性部材は、所定の降伏荷重で弾性座屈することにより、システムのピーク荷重を制限しながら、すぐれたワイプパターン制御で必要な強度を有する。
【００５８】
後で説明するように、構成される複合リンクは、かかる動作を実際に達成する可撓性部材２８を提供できることが判っている。かかる可撓性部材の座屈後の挙動は、性質上極めて近剛性／完全塑性的である。可撓性部材２８は、破壊時に大きな伸びを提供する複合材料から引出し成形され、部材はかなりの軸方向の圧縮を受けることができる。
【００５９】
比較すると、この複合材料は、破壊時に２.６％の伸びを生じる得るが、７０００シリーズのアルミニウムは、降伏時に０.７％であり、１０８０のスプリング用スチールは、降伏時に０.３％であり、１００９のＣＱスチールは降伏時に、０.１％である。
【００６０】
ワイパーシステムが、図２に示すようなワイプパターンの制限を受けると、かなりの荷重が生じる。複合リンクは、この問題に対する解決案を提供するものであり、制限を受け、システムが上記レベルに達した後に、複合リンクは座屈し、極めて柔軟となる。図２Ｄは、この状況を示すものである。
【００６１】
クランクアーンムが制限されているパターンの一部を通過するようにスイープし、荷重が一旦減少すると、複合リンクは荷重をなくし、座屈していない形状に戻る。複合リンクは、スチールのカウンター部分の重量の約２５％しか有していないので、複合リンクは、質量を低減できるという別の利点を有する。
【００６２】
複合リンクアセンブリ２８を製造する際の問題の１つは、ソケット３２、３４の取り付けにある。試験結果によれば、ソケットを平滑な複合リンク上に直接重ね成形した場合、接着力は、極めて小さくなることがわかっている。従って、ソケットに十分な接着力を提供し、樹脂−グラスファイバー構造の一体性が破壊されるのを防止するためには、複合リンクバーの両端を処理しなければならない。
【００６３】
次のプロセスについて調査した。
Ａ．機械式インターロック
頂部から底部に溝を付ける
垂直の側面から側面に溝を付ける
水平の側面から側面に溝を付ける
中立軸における側面から側面に溝を付ける
【００６４】
プロセスの説明
クロス溝およびエッジ溝を機械加工するには、基本的には同じマシンを必要とする。わずかな違いは、固定システムのサイズにある。多数のダイアモンドソーを有する専用のフライスマシンが、好ましい溝付けマシンである。
【００６５】
送りシステムに部品を装入すると、送り装置は、互いに接近した部品を多数の固定されたソーの下にこれら部品をガイドする。部品の上下にソーがあるので、両端部および両側面は、同じ時間に切断される。このプロセスは、連続的に作動し、一人のオペレータでいくつかのマシンを取り扱うことができるので、このプロセスのサイクル時間は極めて短い。
【００６６】
このシステムは、所望の許容度で、部品を所定の長さにカットするのにも容易に使用できる。軸方向の溝を機械加工するためには、ソーは（上下の）垂直運動によって移動しなければならず、送りシステムを割り出ししなければならない。このシステムは、最初に説明したシステムよりもかなり複雑であり、システムは実際には連続的でないので、サイクル時間はより長くなる。
【００６７】
この構成では、両側面および両端を同時に処理することができる。このシステムは、必要な精度で引出し成形した部品を、所定の長さにカットするのに使用できる。
【００６８】
Ｂ．研磨処理
頂部から底部へ溝を付ける
垂直の側面から側面に溝を付ける
水平の側面から側面に溝を付ける
中立軸における側面から側面に溝を付ける
【００６９】
プロセスの説明
このプロセスは、グリット吹き付けプロセスであり、小さいガンが加工表面に向けて研磨粒子を吹き付けるための加圧空気の流れを発生する。このプロセスは、ほこりを除去するための排出システムを必要とする。この用途に使用される研磨粒子は、酸化アルミニウムである。グリットブラスト設備は、グリットブラストマシンに部品を供給するための送りシステム（コンベア）を使用する。特定のノッチ切断作業を実行するのに、４つの圧力ガンを通過するように、リンク（単一ファイル）が供給される。４つのガンにより、両側面および両端を同時に処理できる。
【００７０】
プロセスパラメータ
空気圧：  ３．４５×１０5Ｐａ（５０ＰＳＩ）
空気消費量：  ５．６６ｍ3／ｍｉｎ（２００ＳＣＦＭ）
【００７１】
材料の仕様
研摩材：  酸化アルミニウムの粉末をリサイクルし、粉末は閉ループを循環する。ショットごとに、２％の粉末しか失われない。
プロセスの特徴は、フレキシブルであるが、騒音が大きい。工具の摩耗が急速であり、多数のほこりが生じる。
【００７２】
Ｃ．レーザー処理
頂部から底部へ溝をつける
垂直の側面から側面に溝を付ける
水平の側面から側面に溝を付ける
中立軸における側面から側面に溝を付ける
樹脂を燃焼させ、グラスファイバーを露出することにより、リンク表面を粗面にする。
【００７３】
プロセスの説明
複合リンク内に、溝を焼却または切断するのに使用されるシステムは、レーザーマークシステムである。このレーザーは、第２高調波（５３２ｎｍ）で作動するＥＯ  ＱスイッチングされるＮｄ：ＹＡＧレーザーである。この種のレーザーは、約１５ｎｓ幅のパルスを発生し、熱特性と融蝕特性の双方を有する。
【００７４】
このプロセスは、パワー密度を減少するように焦点がずれたレーザーのビームの下に、複合リンクを置くことにより達成される。ゴミを除去するために、リンクの表面に窒素ガスを吹き付ける。リンクの一方の側面のみと両端とを、同時にしか処理できないので、オペレータによりリンクを回転させなければならない。２つのリンクの２つの端部が、レーザーのアクションウィンドー内に位置するように、レーザーの各サイクルの後で割り出しされるコンベア（送りシステム）にリンクを当接する。このシステムは、冷却ステーションおよび煙のための排出システムも有する。
【００７５】
プロセスパラメータ
窒素の圧力：  ２．０７×１０5Ｐａ（３０ＰＳＩ）
必要とされる垂直位置の精度：  ±２．５４×１０-2ｍｍ（±１／１０００インチ）
周波数：  ０〜５０Ｈｚ
材料の仕様
クリーニングガス：  窒素、アルゴンではあるが、空気ではない（燃焼の可能性あり）
クリスタル：  Ｎｄ  ＹＡＧ
プロセスの特性
騒音なし
工具の摩耗なし
極めてフレキシブルであるが、ガス、例えばアルゴンまたは窒素の取り扱いが必要である。
【００７６】
Ｄ．プラズマ
プロセスの説明
プロセス燃焼ステーションは、電源（プラズマ溶接用の電源と同じ種類）と、２つのプラズマトーチと、２つの移動システムとから成る。２つのトーチ（複合リンクの上下に１つずつ設けられる）が、制御ステーションによって制御される移動システムにより静止したリンクの近くまで移動される。複合リンクは、静止状態であり、オペレータは、これらリンクをバッチごとにマシンへ入れる。プラズマビームは（複合材料が導電性でないので）非変換ビームであり、電源および電極を酸化から保護するアルゴンガスによって発生される。
【００７７】
ビームは、リンクに接触しないが、複合材料の樹脂が燃焼するが、ファイバーが燃焼しないような高温を発生させるように、複合材料の表面の２．５４ｃｍ（１インチ）上にビームが位置する。このシステムは、煙排出システムも有し、３つのプラズママシンに対して、少なくとも一人のオペレータが必要である。このプロセスは、騒音を発生せず、工具の摩耗もなく、極めてフレキシブルであるが、溝を加工するには使用できない。この方法には、アルゴンガスの使用および取り扱いが必要である。
【００７８】
溝の幅、深さ、スペースまたは数を変える場合、または突出したロッドの太さを約５.２０ｎｍ以下に細くする場合には、細心の注意が必要である。部材が座屈すると、複合材料は、ラミネートが剥がれる性質があり、溝の底部に小さい割れが生じる現象が支配的となる。
【００７９】
複合リンク２８が座屈状態となったときに生じ得る６９０ＬＰａ（１００ｋｓｉ）までのピーク中間スパンの応力レベルでラミネートの剥がれを受けない状態で、リンクに張力が加えられるときの強度条件を満たす溝構造を探すために、広範な開発試験を完了した。
【００８０】
図１４、図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１６、特に図１５Ａの１０４は、推奨される頂部および底部の溝の幾何学的形状を示す。溝１０４ａおよび１０４ｂ（図１５Ａ）の２つの組に留意されたい。溝１０４は、全長Ｗ（図８Ｂ）を横断するように延びているが、これら溝は、幅の一部しか延びなくてもよい。またこれらの溝は、直線状に示されているが、他の形状、例えばカーブしていてもよい。
【００８１】
図１７および図１８は、リンク曲げ平面の中立軸における側面から側面への溝１０６を示す。この構造によって、グラスファイバーが除去されるピーク曲げ応力を減少できるので、脆弱性は最小となる。
【００８２】
最後に、図１９、図２０Ａおよび図２０Ｂは、それぞれ、円形、細長い、または楕円の開口部１０８、１１０および１１２の別の種々の実施例を示している。これらの開口部は、ソケット３２または３４の１つを上部に重ね成形するときの連結ジョイントを提供するのに使用できる。
【００８３】
ソケットの重ね成形プロセス中は、樹脂の流れに特別な注意を払わなければならない。複合ロッドに機械加工された溝を、ナイロン材料が完全に満たすように保証することが重要である。表２は、本発明の３２の構造を比較する実験（ＤＯＥ）マトリックスの設計を示している。
【００８４】
【表２】
2005533715.tif 000009
【００８５】
溝は、図に示されるようなものであるが、本発明の要旨から逸脱することなく、溝を、その他の形状または配置としてもよい。例えば、ある表面に異なる数の溝を設け、例えば図５Ａにおける表面２８Ａ１に、溝１０４ｂを設け、反対の表面に、３つの溝１０４、例えば図１５Ａにおける表面２８Ａ２に溝１０４ａを設け、溝１０４ａと１０４ｂとを、互い違いの状態に配置すると、好ましい構造となることが判った。
【００８６】
表３は、１８個のサンプルに対するソケット取り付けに対する別のＤＯＥを示す。各サンプルは、所定の表面仕上げ（平滑仕上げ、研摩材による微細仕上げ、研摩材による粗面仕上げ、薬品によるエッチング仕上げ、レーザーによるエッチング仕上げ）；マシンによる溝（平滑、このことは溝がないことを意味する。
【００８７】
図５Ａに示されるような頂部と底部の溝；および図１７に示されるような並置された溝）；リンク２８を構成するソケット材料；アーム２８の端部２８Ａおよび２８Ｂにソケット３２および３４を取り付ける方法、および弾性率の程度が異なる突出部分を有していたことに留意されたい。
【００８８】
説明した実施例では、約４０％のガラスで満たされたサンプルで低弾性率が得られ、約５０％のガラスで満たされたサンプルで、適度な弾性率が得られ、約６０％のガラスで満たされたサンプルで、高弾性率が得られた。
【００８９】
【表３】
2005533715.tif 000010
【００９０】
説明した実施例では、所望する溝のサイズ、溝のスペースおよび溝の数は、ソケット３２とアーム２８のようなソケット間の相互連結を最適にする所定の構造を提供するように選択される。
【００９１】
次の表４は、選択された溝のサイズ、溝のスペースおよび溝の数の種々の組み合わせを示す。
【００９２】
【表４】
2005533715.tif 000011
【００９３】
溝のサイズ：
小：  半径＝０.５ｍｍ
中：  半径＝１.０ｍｍ
大：  半径＝１.５ｍｍ
溝のスペース：溝間の距離
＃１：  ２ｍｍ
＃２：  ３ｍｍ
＃３：  ４ｍｍ
溝の数：
少：  ２  
中：  ４
多：  ６
【００９４】
説明中の実施例では、表３におけるサンプル番号２が好ましいと判断された。（図２１Ｂにおける固定具１１６を使って、ボールソケット３２および３４を引っ張る）側面支持強度試験；（図２１Ａに示された固定具１１０を使った）ジョイント強度試験；静的強度（支持）試験（表７）、およびスペクトル座屈耐久試験（表８）を実行することにより、この構造を更に試験した。
【００９５】
ソケット３２と３４と可撓性アーム２８との間の相互連結部の強度を試験するために、２つのユニークな試験手順を設定した。図２１Ａは、端部３２ａ１に係合するための表面１１０ａ１を有する壁１１０ａを有し、ソケット３２を受けるためのＵ字形領域１１２を構成する試験固定具１１０を示す。壁１１０ａは、アーム２８を嵌合できるように寸法Ｈ（図８Ａ）にほぼ対応するスロット１０５を備えると理解するべきである。アーム２８と固定具１１０は、図２１Ｂに示すように、ソケット３２または３４が分離するまで、矢印ＫおよびＬの方向に移動する。
【００９６】
次の表５には、サンプル２（表３）を使用した試験の結果が示されている。
【００９７】
【表５】
2005533715.tif 000012
【００９８】
【表６】
2005533715.tif 000013
【００９９】
ソケット３２および長手方向部２８およびそれらの間のジョイントの強度を試験するために、第２の側面支持強度試験を実行した。この試験では、ボール１１８を有する固定具１１６（図２２）を設け、これを、図２２に示すように、ソケット３２へ挿入した。次に、ソケット３２ａ２が実行した試験からの結果を示すまで、矢印ＭおよびＮの方向に荷重を加えた。表６には、同じサンプルに対するこれらの結果が示されている。
【０１００】
表７では、アーム２８が示した荷重で静止時強度試験を受けた。表７は、エッジ３２Ａ１（図２１Ａ）およびアーム２８における剪断を示す。例えばある試験では、約３ｍｍの伸びるまで剪断は生じなかった。約３１７０ニュートンの最大荷重を加えた後に、剪断が生じた。
【０１０１】
【表７】
2005533715.tif 000014
【０１０２】
同様に、次の表８は、選択された溝の構造に基づき、変化する繰り返し回数および対応する故障モードに対する種々の座屈耐久試験を示す本発明の別の特徴を示すものである。
【０１０３】
ソケット３２と３４とを繰り返し向かい合わせにしたときの種々の応力レベルで種々の溝構造（例えば４／３、４／４など）、例えば頂部に４つの溝と底部に３つの溝を互い違いに設けた構造を試験した。生じた故障モードの結果、複合材料の外側層が分離する１つのラミネート層の剥離または双方のラミネート層の剥離、もしくはアーム２８の破壊が生じた。両端２８Ａと２８Ｂとの間の（アーム２８の中間に向かう）ミッドスパン領域において、最大曲げ応力が生じることが多かった。
【０１０４】
【表８】
2005533715.tif 000015
【０１０５】
表５〜表８の結果は、ソケット３２および３４と、これらソケットを重ね成形したアーム２８との間の溝構造によって得られたインターロックジョイントの強度および耐久性を示す。更に、ソケット３２および３４は、いずれも、静止状態となっているアーム２８の両端からの分離、非曲げ状態だけでなく、座屈状態に耐えた。この間、通常ウィンドシールド上で疲労状態が生じる。
【０１０６】
本明細書で説明した方法、およびこれら方法を実行するための装置は、本発明の好ましい実施例であるが、本発明は、これらの方法および装置だけに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲から逸脱することなく、変更できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施例に係わるワイパーブレード駆動およびリンクシステムの全体の略図である。
【図２Ａ】図１のワイパーブレードアセンブリがアウトワイプ位置からインワイプ位置および休止位置へ駆動されるときの、ワイパーブレードアセンブリの図である。
【図２Ｂ】図１のワイパーブレードアセンブリがアウトワイプ位置からインワイプ位置および休止位置へ駆動されるときの、ワイパーブレードアセンブリの図である。
【図２Ｃ】図１のワイパーブレードアセンブリがアウトワイプ位置からインワイプ位置および休止位置へ駆動されるときの、ワイパーブレードアセンブリの図である。
【図２Ｄ】図１のワイパーブレードアセンブリがアウトワイプ位置からインワイプ位置および休止位置へ駆動されるときの、ワイパーブレードアセンブリの図である。
【図３】本発明の一実施例に係わる可撓性部材の斜視図である。
【図４】図３に示された可撓性部材の正面図である。
【図５】図３に示された可撓性部材の平面図である。
【図６】可撓性部材に位置するエンドキャップの部分断面図である。
【図７】剪断応力が所定量を超えたときにキャップを可撓性部材から分離できるようにするための複数の剪断領域を示す、図６に類似する図である。
【図８Ａ】図６における８Ａ−８Ａ線に沿った断面図である。
【図８Ｂ】丸くされたコーナーを有する可撓性部材を示す、図８Ａに類似する断面図である。
【図９】圧縮荷重が所定量を超えたときに、短くなり屈曲する時の、可撓性部材に対する圧縮荷重と部材の長さとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の別の実施例に係わる別の可撓性部材の図である。
【図１１】短縮された長さＬ１を示す、図１０に示された可撓性部材の図である。
【図１２】図１０における１２−１２線に沿った断面図である。
【図１３】図１１Ａにおける１３−１３線に沿った断面図である。
【図１４】可撓性アームの詳細図である。
【図１５Ａ】可撓性アームの第１端部の図である。
【図１５Ｂ】可撓性アームの第２端部の図である。
【図１６】図１４の方向１６−１６から見た可撓性アームの図である。
【図１７】複合リンクソケットアタッチメントの側面図である。
【図１８】複合リンクソケットアタッチメントの平面図である。
【図１９】本発明の別の実施例の斜視図である。
【図２０Ａ】本発明の別の実施例を示す。
【図２０Ｂ】本発明の別の実施例を示す。
【図２１Ａ】本発明の荷重特性を示す。
【図２１Ｂ】本発明の荷重特性を示す。
【図２２】別の試験を示す図である。
【図２３】本発明の種々の特徴を示すグラフである。
【図２４】本発明の別の荷重特性を示す別のグラフである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０    ウィンドシールドワイパーシステム
１２    第１ワイパー
１２ａ  ワイパーアーム
１２ｂ  ブレード
１４    第２ワイパー
１４ａ  ワイパーアーム
１４ｂ  ブレード
１６    ウィンドシールド
１８    リンクアーム
２０    駆動モータ
２１    第１ピボットハウジング
２１ａ  回転自在な第１ピボットハウジングシャフト
２２    第２ピボットハウジング
２２ａ  回転自在な第２ピボットハウジングシャフト
２４    駆動シャフト
２６    第２駆動プレート
２８    可撓性アーム
２９    長方形部材
３０    クランクアーム
３２、３４    ソケット
４０    ソケット領域
５０、５２    剪断レリーフエリア
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005533715.tif 000023
【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2005533715.tif 000027
【図９】
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【図１０】
2005533715.tif 000029
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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