(57)【要約】【課題】電気ロスを小さくし、且つサーモスタット等の温度管理部品をなしにして、低温環境下でも、ブレードゴムを柔軟に保つに必要な温度維持ができる温調ワイパーを提供する。【解決手段】ワイパーブレード4を加温可能にした温調ワイパーにあって、ワイパーブレード4に係るブレードゴム5の上面510に、ブレードゴム5の長手方向に沿って固定される横長のベースプレート6と、該ベースプレート6上に印刷形成された配線パターン7と、ＰＴＣ特性を有して、該配線パターン7に接続し且つ前記ベースプレート6上に印刷形成された面状発熱体8と、該面状発熱体8を覆って、前記ブレードゴム5の上面510に被着された上部材9と、を具備し、該面状発熱体8に発熱機能を発揮させてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパーブレードを加温可能にした温調ワイパーにあって、
前記ワイパーブレードに係るブレードゴムの上面に、ブレードゴムの長手方向に沿って固定される横長のベースプレートと、
該ベースプレート上に印刷形成された配線パターンと、
ＰＴＣ特性を有して、該配線パターンに接続し且つ前記ベースプレート上に印刷形成された面状発熱体と、
該面状発熱体を覆って、前記ブレードゴムの上面に被着された上部材と、を具備し、該面状発熱体に発熱機能を発揮させてなることを特徴とする温調ワイパー。
【請求項２】
前記配線パターンが、一方の電極側を矩形の前記ベースプレートの一方の長手側縁に沿ったライン状の第一基線に接続させると共に該第一基線から複数の第一短線を櫛歯状に該ベースプレート幅方向中央へ向けて延在させた一方の電極側パターンと、他方の電極側を該ベースプレートの他方の長手側縁に沿ったライン状の第二基線に接続させると共に該第二基線から複数の第二短線を櫛歯状に前記第一基線に向けて延在させた他方の電極側パターンと、を備え、且つ双方の電極側パターンが離間配設されてなる請求項１記載の温調ワイパー。
【請求項３】
前記ベースプレートの主要部がソリッドの合成樹脂製プレートからなり、前記上部材がゴム製又は合成樹脂製である請求項１又は２に記載の温調ワイパー。
【請求項４】
前記面状発熱体と前記上部材との間に介在させて、該面状発熱体の全体を覆った絶縁フィルムをさらに具備する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温調ワイパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ワイパーで、ワイパーブレードに組込まれるブレードゴムを加温できる温調ワイパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両にワイパーが取付けられているが、ワイパーのブレードゴムは冬季の低温環境下になると柔軟性が失われる。その結果、ブレードゴムとウィンドウ面との密着性が悪くなり、ワイパーによる拭き取りに、拭き取り残りがでる不具合が発生する。こうした拭き取り残りの対策については、これまでいくつかの発明が提案されている（例えば特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１３２５６５号公報
【特許文献２】実開平３−１０９５９号公報
【特許文献３】特開２０１６−５５６８６号公報
【特許文献４】特許第５７７８１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、特許文献１〜４によれば、いずれも設定温度に保つための手動スイッチやバイメタル等を利用して温度を自動的に調節するサーモスタット等の装置を要し、またニクロム線等の熱変換によるものであり、電気ロス,電気消費量が大きかった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するもので、電気ロスを小さくし、且つサーモスタット等の温度管理部品をなしにして、低温環境下でも、ブレードゴムを柔軟に保つに必要な温度維持ができる温調ワイパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、ワイパーブレードを加温可能にした温調ワイパーにあって、前記ワイパーブレードに係るブレードゴムの上面に、ブレードゴムの長手方向に沿って固定される横長のベースプレートと、該ベースプレート上に印刷形成された配線パターンと、ＰＴＣ特性を有して、該配線パターンに接続し且つ前記ベースプレート上に印刷形成された面状発熱体と、該面状発熱体を覆って、前記ブレードゴムの上面に被着された上部材と、を具備し、該面状発熱体に発熱機能を発揮させてなることを特徴とする温調ワイパーにある。請求項２の発明たる温調ワイパーは、請求項１で、配線パターンが、一方の電極側を矩形の前記ベースプレートの一方の長手側縁に沿ったライン状の第一基線に接続させると共に該第一基線から複数の第一短線を櫛歯状に該ベースプレート幅方向中央へ向けて延在させた一方の電極側パターンと、他方の電極側を該ベースプレートの他方の長手側縁に沿ったライン状の第二基線に接続させると共に該第二基線から複数の第二短線を櫛歯状に前記第一基線に向けて延在させた他方の電極側パターンと、を備え、且つ双方の電極側パターンが離間配設されてなることを特徴とする。請求項３の発明たる温調ワイパーは、請求項１又は２で、ベースプレートの主要部がソリッドの合成樹脂製プレートからなり、前記上部材がゴム製又は合成樹脂製であることを特徴とする。請求項４の発明たる温調ワイパーは、請求項１〜３で、面状発熱体と上部材との間に介在させて、該面状発熱体の全体を覆った絶縁フィルムをさらに具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の温調ワイパーは、低温環境下でも、ブレードゴムを柔軟に保つ温度維持ができることによって、ワイパーブレードによるガラス面の拭き取り残しを解決し、しかもＰＴＣ特性を有する面状発熱体が加熱手段に用いられているので、該面状発熱体が自律的に過昇温防止し、安全性を高め、さらに温度ロスも少なく且つ即効性があって加温時間の短縮,節電等に対しても優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発明の温調ワイパーの一形態で、配線パターン付きベースプレートの斜視図である。
【図２】図１の配線パターン付きベースプレートに面状発熱体を印刷形成した斜視図である。
【図３】図２の配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートをブレードゴム上に載置固定し、上部材で蓋をする様子の斜視図である。
【図４】ワイパーブレードの斜視図である。
【図５】図２の配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートの拡大平面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】本ワイパーブレードを組込んだ温調ワイパーの模式的正面図である。
【図８】他態様の配線パターン付きベースプレートと配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートの斜視図である。
【図９】図８のIX-IX線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る温調ワイパー(以下、単に「ワイパー」ともいう。)について詳述する。図１〜図９は本発明の温調ワイパーの一形態で、自動車のフロントウィンドゥに用いられるワイパーに適用する。図１は配線パターン付きベースプレートの斜視図、図２は図１の配線パターン付きベースプレートに面状発熱体を印刷形成した斜視図、図３はブレードゴム上に配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートを固定し、上部材で蓋をする斜視図、図４はワイパーブレードの斜視図、図５は図２の配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートの部分平面図、図６は図５のVI-VI線断面図、図７は本ワイパーブレードを組込んだ温調ワイパーの概略正面図、図８は他態様の配線パターン及び面状発熱体付きベースプレートの斜視図、図９は図８のIX-IX線断面図を示す。各図は図面を判り易くするため発明要部を強調図示し、また本発明と直接関係しない部分を簡略化又は省略する。
【００１０】
温調ワイパー１は、図７のごとくワイパーブレード４をレバー２５で把持して支持するワイパーフレーム２に、ワイパーアーム３がピン２９を介して接続する。符号２１はワイパーフレーム２のプライマリー、符号２２はセカンダリーを示す。本発明ワイパー１も、ハンドル近くのワイパースイッチをオンにすると、ワイパーモータの動きが図示しないピボットを経由してワイパーアーム３に伝わり、ワイパーブレード４がフロントウィンドゥのガラス面を拭き取る公知のワイパーと同様の構成である。
しかるに、本ワイパー１はワイパーブレード４のブレードゴム５が加温可能な温調ワイパーになっている。従前のワイパーブレード４はウィンドゥ払拭用ブレードに使うブレードゴムと、これを保持するバッキングプレートとを備えるが、本温調ワイパー１のワイパーブレード４は、ブレードゴム５と、バッキングプレートの役目を兼ねるベースプレート６と、配線パターン７と面状発熱体８と上部材９とを具備する(図１〜図６)。
【００１１】
ブレードゴム５は、フロントウィンドゥの窓面に先端部たるリップ部５６が当たって窓面を払拭するゴム製部品である。ブレードゴム５は、図３のごとく側面視左右対称形で、長手方向に等断面形状とする。その側面形状が現れる図４で説明すれば、ブレードゴム５は上板部５１と下板部５３が上下方向に離間して設けられ、その中間が凹んで、レバー２５を嵌入させる横溝５４を形成する。下板部５３の中央からは、括れ部５５を介してリップ部５６が下方に延在する。ここで、本発明でいう前記「上下方向」の下方向,「下方」とは、ブレードゴム５が側面視でワイパーフレーム２側からウィンドゥの窓面へ向かう方向を指し、図３,図４でいえば紙面の文字通り下方向,下方になる。
上板部上面５１０の両側には蓋になる上部材９(詳細後述)と嵌合する隆起部５２が設けられ、両隆起部５２の内壁は、上板部上面５１０とで逆ハの字状の蟻溝を形成する。上板部５１の上面５１０は中央部にベースプレート６を収める凹み５１１が設けられている。
【００１２】
ベースプレート６は、ワイパーブレード４に係る前記ブレードゴム５の上面５１０に、ブレードゴム５の長手方向に沿って固定される横長の基板である(図３)。ベースプレート６は、少なくとも上面６ａが絶縁性の基板になっている。上面６ａに絶縁処理がなされた剛性を有する金属製又は合成樹脂製の矩形プレートで、ここでのベースプレート６は主要部がバッキングプレートの役割を担える剛性のある合成樹脂製プレートになっている。ベースプレート６の長手方向長さはブレードゴム５の長さに略等しい。配線パターン７と面状発熱体８とを上面６ａ側に一体形成したベースプレート６が前記凹み５１１に嵌って、ブレードゴム５の上面５１０に載置固定される。
【００１３】
配線パターン７は、ベースプレート６上に印刷形成された配線回路である(図１)。配線パターン７は、面状発熱体８(詳細後述)が発熱機能を発揮できるように、ベースプレート６上で該面状発熱体８とつながる(図５)。通電部分となる配線パターン７は、例えば銀ペースト等のスクリーン印刷で形成される。本実施形態の配線パターン７は、一方の電極側(プラス電極側)を矩形のベースプレート６の一方の長手側縁に沿ったライン状の第一基線７２に接続させると共に、該第一基線７２から複数の第一短線７３が図１のごとく櫛歯状に該ベースプレート６の幅方向中央へ向けて延在する一方の電極側パターン７Ａがある。且つ、他方の電極側(マイナス電極側)を該ベースプレート６の他方の長手側縁に沿ったライン状の第二基線７６に接続させると共に第二基線７６から複数の第二短線７７が櫛歯状に前記第一基線７２へ向けて延在する他方の電極側パターン７Ｂがある。符号７１は第一基線７２の略中間地点からベースプレート６の側縁へ向けて突出する一方の電極側たるプラス電極部分、符号７５は第二基線７６の略中間地点からベースプレート６の側縁へ向けて突出する他方の電極側たるマイナス電極部分を示す。
一方の電極側パターン７Ａと他方の電極側パターン７Ｂとは、図示のごとく少し離れた離間スペースを有してベースプレート上面６ａに回路形成される。双方の電極側パターン７Ａ,７Ｂが離間配設される。櫛歯状の第一短線７３と第二短線７７間に該離間スペースが設けられても、後述する面状発熱体８が該離間スペースを埋めて、両電極側パターン７Ａ,７Ｂは面状発熱体８を介して接続する。第一短線７３と第二短線７７が交互にベースプレート６の幅方向中央部でベースプレート６の長手方向に図１のごとく並ぶが、これら長手方向全ての第一短線７３と第二短線７７を面状発熱体８で覆って、図２のごとく配線パターン７上及びベースプレート６上に面状発熱体８がスクリーン印刷される。
図５中、符号７３１は面状発熱体８に覆われる第一短線７３の接合部分、符号７３０は面状発熱体８で覆われていない第一短線７３の先端露出部分、符号７７１は面状発熱体８に覆われる第二短線７７の接合部分、符号７７０は面状発熱体８で覆われていない第二短線７７の先端露出部分を示す。
【００１４】
面状発熱体８は、ＰＴＣ特性を有して、前記配線パターン７に接続し且つ前記ベースプレート６上に面状に印刷形成された発熱層である。該面状発熱体８は、カーボン粒子等の導電性粒子とウレタン樹脂やポリオレフィン系高分子等の混合材料からなり、温度が高くなると抵抗値が増大する正温度特性(ＰＴＣ特性)を有している。自己発熱により温度が上昇していくと抵抗値が増大し、自律的に電流を抑えて、その発熱温度を調節する機能を備える。サーモスタット等の温度制御装置を必要としない、温度の自己制御型の面状発熱体８である。本発明は斯かる面状発熱体８を主構成部分にして、過昇温防止や過熱抑制が可能な温調ワイパー１となっている。
【００１５】
本実施形態の面状発熱体８は、カーボン粒子とウレタン樹脂とワックスを主成分とし、図２のように配線パターン７上及びベースプレート６上に、カーボンインク(導電性カーボンペースト)を用いてスクリーン印刷で膜形成されている。スクリーン印刷で、ベースプレート上面６ａにカーボンインクを塗布して、厚膜形成した面状発熱体８である。面状発熱体８におけるカーボン粒子の含有量は、60重量％を越えるとＰＣＴ特性が発現し難くなることから、20〜60重量％の範囲に設定される。面状発熱体８におけるウレタン樹脂は20〜50重量％の範囲、ワックスは10〜30重量％の範囲とする。第一短線７３と第二短線７７との離間スペースを適度に狭く設定することで、該離間スペースを埋めて両電極側パターン７Ａ,７Ｂとつながる面状発熱体８によって、発熱温度を簡便に例えば60℃等の設定温度に調整し易くなっている。図５でいうと、第一短線７３と第二短線７７間の離間スペースを埋める面状発熱体の部分８２、詳しくは該発熱体部分８２の紙面横長さが設定温度60〜80℃の範囲にうまく調整できる発熱用抵抗値になる。図中、符号８１は第一,第二短線７３,７７上に載る面状発熱体８の部分を示す。
ここでの面状発熱体８は、ベースプレート６の幅方向中央部で、第一短線７３と第二短線７７がベースプレート６の長手方向に向けて交互に並ぶそれら長手方向全てを覆った図２,図５ごとくの細長矩形膜とする。本実施形態は面状発熱体８が第一基線７２,第二基線７６上に印刷形成されていないが、前記露出部分７３０,７７０も含めて、第一,第二基線７２,７６の上にも面状発熱体８が印刷形成されると、発熱面積が増えるのでより好ましくなる。
面状発熱体８による発熱設定温度(例えば60℃とか80℃)は、一方の電極側パターン７Ａと他方の電極側パターン７Ｂとの間隔や櫛歯状第一短線７３,第二短線７７の配設ピッチを変えることによって、また面状発熱体８の配合調整や印刷形成する膜厚等を変えることによって設定温度調整を容易になし得る。
【００１６】
上部材９は、前記ベースプレート６上の前記面状発熱体８を覆って、ブレードゴム５の上面５１０に被着される蓋体である。絶縁処理が施されたゴム製又は合成樹脂製とする。上部材９は、平面視形状がブレードゴム５の平面視形状と略同じ細長矩形形状にし、上面９１を平坦にして、ブレードゴム５の上板部５１と対向させる下面側に突出部９２が設けられる。突出部９２の両側面は下方に向け外方へ張り出すホゾを形成し、図４のごとくブレードゴム上面５１０側の隆起部５２がつくる蟻溝に嵌合一体化できるようになっている。符号９２１は上部材９の下面中央に形成された窪みで、ブレードゴム５に載置固定された配線パターン７及び面状発熱体８付きベースプレート６を、上部材９で蓋をすることによって、上面側からも係止固定できるようにしている。
【００１７】
さらに、図６に示すような絶縁フィルムＦを備えると、より好ましい温調ワイパー１となる。面状発熱体８と上部材９との間に介在させて該面状発熱体８の全体が絶縁フィルムＦで覆われる構成によって、漏電等の対策も講じられた所望の温調ワイパー１が出来上がる。
【００１８】
図８,図９に、他態様の温調ワイパー１を図示する。図８の紙面上側に配線パターン７付きベースプレート６を示し、紙面下側に配線パターン７及び面状発熱体８付きベースプレート６を示す。ここでは、図１〜図７における第一短線７３,第二短線７７をなくし、図示のごとく一方の電極側パターン７Ａを一方の電極部分７１と第一基線７２のみとし、他方の電極側パターン７Ｂを他方の電極部分７５と第二基線７６のみとする。そして、第一基線７２と第二基線７６上を覆ってベースプレート６上に面状発熱体８が印刷形成された配線パターン７及び面状発熱体８付きベースプレート６になっている(図９)。符号８３は第一基線７２又は第二基線７６上に積層された面状発熱体の部分、符号８４は第一基線７２と第二基線７６間を埋める面状発熱体の部分を示す。第一基線７２と第二基線７６間に電流が流れて、その面状発熱体部分８４ひいてはブレードゴム５を昇温させると共に該面状発熱部分８４が所定の設定温度に自己制御する。面状発熱体８の配合調整や印刷形成する膜厚等を変えることによって、ベースプレート６上で、両電極側パターン７Ａ,７Ｂとつなげた面状発熱体８が所望の発熱設定温度になるようにしている。他の構成は、図１〜図７で述べた内容と同様で、その説明を省く。
【００１９】
このように構成した温調ワイパー１は、外部接続用の端子になる一方の電極部分７１を図示しない配線でバッテリー等の電源の陽極側に接続し、且つ他方の電極部分７５を図示しない配線で該電源の陰極側に接続し、その配線途中に設けたスイッチをオンにすると、面状発熱体８を昇温させ且つ所望の設定温度に維持できる。該面状発熱体８がワイパーブレード４に組込まれることによって、冬季の低温環境下でもワイパーゴムを加温して柔軟性を保持し、ワイパーによる拭き取り残りを解消する。
【００２０】
そして、本面状発熱体８が温度上昇すると抵抗値が正の係数で増大するＰＴＣ特性を有し、温度の自己制御機能を備えるので、オーバーヒートしない。手動スイッチやバイメタル等を利用して温度を自動調節するサーモスタット等の別装置を取付けなくても済む。両電極部分７１,７５を電源につなぐだけの簡易回路構成によるワイパーブレード４で、面状発熱体８が自律的に過昇温防止し、安全性を高める。設定温度以上であれば通電しないので、スイッチを切り忘れても安全である。
また、カーボンペーストによる面状発熱体８は、従来のニクロム線等を用いたものと違って、電気ロスが少なく即効性があるので、温まるまでの時間短縮と節電に優れた効果を発揮する。
【００２１】
加えて、図１のごとく、一方の電極側を第一基線７２に接続させると共に該第一基線７２から複数の第一短線７３を櫛歯状に該ベースプレート６の幅方向中央へ向けて延在させ、他方の電極側を第二基線７６に接続させると共に該第二基線７６から複数の第二短線７７を櫛歯状に第一基線７２に向けて延在させると、第一短線７３と第二短線７７間のそれぞれの狭い各離間スペースを面状発熱体８で埋めれば、各離間スペース間の面状発熱体８を60℃とか80℃の発熱設定温度に昇温維持する加温ワイパーを容易に作製できる。図２のごとく面状発熱体８が、第一短線７３と第二短線７７間のそれぞれの狭い各離間スペースを埋めて、ベースプレート６上に印刷形成されると、各離間スペース間の面状発熱体８の部分８２が適度な抵抗値となって60℃とか80℃の設定温度に簡単に加温維持できる。
ここで、第一電極側の第一短線７３から他方の電極側の第二短線７７へ面状発熱体８を通って設定温度に加温するケースを図６でさらに詳しく説明する。仮に、外乱によって、紙面中央の第一短線７３から左方の第二短線７７よりも右方の第二短線７７の方へ矢印で示す電流が多く流れて昇温する事態に陥っても、速やかに平常温度に戻る。昇温に伴って、その部分８２の面状発熱体８の抵抗値がＰＴＣ特性により増すので昇温が円滑に抑制され、設定温度に加温維持できるようになる。
【００２２】
さらに、本温調ワイパー１のごとく、面状発熱体８にカーボン粒子が用いられると、その高い熱伝導性によって面全体を速やかに発熱させることができる。
さらにいえば、本実施形態のごとく、バッキングプレートの役割を担える剛性のあるベースプレート６を用いると、従来必要とされたバッキングプレートを省略できる。
このように本発明の温調ワイパー１は、上述した種々の優れた効果を発揮し、極めて有益である。
【００２３】
尚、本発明においては前記実施形態に示すものに限られず、目的,用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。ブレードゴム５,ベースプレート６,配線パターン７,面状発熱体８,上部材９等の形状,大きさ,個数,材質等は用途に合わせて適宜選択できる。
【符号の説明】
【００２４】
１              温調ワイパー
４              ワイパーブレード
５              ブレードゴム
５１０          上面（ブレードゴム上面）
６              ベースプレート
７              配線パターン
７２            第一基線
７３            第一短線
７６            第二基線
７７            第二短線
８              面状発熱体
９              上部材
Ｆ              絶縁フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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