特許 5891129 ワイパーラバー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5891129

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】ワイパーラバー

(51)【国際特許分類】

   B60S 1/38 20060101AFI20160308BHJP

【ＦＩ】

   B60S1/38 B

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-152802(P2012-152802)

(22)【出願日】2012年7月6日

(65)【公開番号】特開2014-15093(P2014-15093A)

(43)【公開日】2014年1月30日

【審査請求日】2014年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(72)【発明者】

【氏名】冨澤 貴志

【審査官】 神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０９３６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２０７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９５３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５３２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−００３２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００２／００４５５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／０９５４８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１３８２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１８８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９０８２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｓ １／００ − １／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイパーフレームに取り付けられて使用されるワイパーラバーにおいて、
長尺の基体部と、該基体部にその長手方向に沿って設けられた払拭部と、前記基体部の、ワイパーフレームが接触する面に設けられた摺動層とを備え、前記摺動層が、シリコーンゴムからなるバインダとグラファイトからなる粒子とを含有する、ワイパーラバー。

【請求項2】

前記粒子の下記平均粒子径が１〜４０μｍである、請求項１に記載のワイパーラバー。
（平均粒子径）
平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積分布のメジアン径である。

【請求項3】

前記摺動層における粒子の含有量が２〜７０質量％である、請求項１または２に記載のワイパーラバー。

【請求項4】

前記粒子が扁平粒子である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイパーラバー。

【請求項5】

ワイパーラバーを構成するゴム材料の伸び率が２００〜４００％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイパーラバー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の輸送機器の窓に付着した雨滴等を払拭する際に使用されるワイパーラバーに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の輸送機器の窓に付着した雨滴等を払拭する装置として、ワイパー装置が広く使用されている。ワイパー装置は、駆動手段に接続されたワイパーアームと、ワイパーアームに取り付けられたワイパーブレードとを備える。ワイパーブレードは、窓に接触するゴム製のワイパーラバーと、ワイパーラバーを固定すると共にワイパーアームに取り付けられる金属製または樹脂製のワイパーフレームとを備える（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−１６５４２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来のワイパーラバーは、長時間使用すると、ワイパーラバーを構成するゴム材料が劣化してひびが入ったり、ゴム材料の磨耗によってワイパーラバーがワイパーフレームから抜けて外れたりすることがあった。
本発明は、長期間使用してもワイパーフレームから抜けることが防止され且つ劣化が抑制されたワイパーラバ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】

【0005】

本発明は、以下の態様を有する。
［１］ワイパーフレームに取り付けられて使用されるワイパーラバーにおいて、長尺の基体部と、該基体部にその長手方向に沿って設けられた払拭部と、前記基体部の、ワイパーフレームが接触する面に設けられた摺動層とを備える、ワイパーラバー。
［２］前記摺動層がバインダと粒子とを含有する、［１］に記載のワイパーラバー。
［３］前記粒子の平均粒子径が１〜４０μｍである、［２］に記載のワイパーラバー。
［４］前記摺動層における粒子の含有量が２〜７０質量％である、［２］または［３］に記載のワイパーラバー。
［５］前記粒子が扁平粒子である、［２］〜［４］のいずれかに記載のワイパーラバー。
［６］ワイパーラバーを構成するゴム材料の伸び率が２００〜４００％である、［１］〜［５］のいずれかに記載のワイパーラバー。

【発明の効果】

【0006】

本発明のワイパーラバーは、長期間使用してもワイパーフレームから抜けることが防止され且つ劣化が抑制されている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明のワイパーラバーの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１のワイパーラバーを、長手方向に対して垂直な方向に沿って切断した際の断面図である。

【図3】図１のワイパーラバーをワイパーフレームに取り付けた態様を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明のワイパーラバーの一実施形態について説明する。
図１及び図２に、本実施形態のワイパーラバーを示す。本実施形態のワイパーラバー１は、基体部１０と払拭部２０と摺動層３０とを備える。
ワイパーラバー１は、図３に示すように、ワイパーフレーム２に取り付けられて使用される。具体的に、ワイパーラバー１は、ワイパーフレーム２の複数の把持部２ａ，２ｂ，によって把持されて使用される。

【0009】

本実施形態で使用される基体部１０は、長尺で、長手方向に対して垂直な方向（短手方向）に沿って切断した際の断面が、溝が形成された矩形状のものである。
基体部１０の第１面１１には、払拭部２０が取り付けられている。第１面１１の裏側に位置する第２面１２は、ワイパーフレーム２に対向する面となっている。基体部１０の側面である第３面１３及び第４面１４には、基体部１０の長手方向に沿った第１溝１５及び第２溝１６が形成されている。第１溝１５には、バーティブラと称される板ばねが挿入され、第２溝１６には、ワイパーフレーム２の把持部２ａ，２ｂが挿入される。
また、第２溝１６は、その一端部１６ｐに位置する第１挿入部１６ａと、第１挿入部１６ａ以外の第２挿入部１６ｂとからなっている。第１挿入部１６ａと第２挿入部１６ｂとは、第２溝１６の端部１６ｐ近傍に形成された凸部１６ｃによって区分されている。第１挿入部１６ａには、ワイパーブレード２の一端に最も近い把持部２ａが挿入され、第２挿入部１６ｂには、残りの把持部２ｂが挿入される。
第１挿入部１６ａに挿入された把持部２ａは、ワイパーブレード２を左右に往復動させている最中に第１挿入部１６ａの表面及び凸部１６ｃの表面のいずれかの部分に接触して、第１挿入部１６ａよりも外側への移動が阻止されている。これにより、ワイパーラバー１がワイパーフレーム２から抜けないようにされている。

【0010】

基体部１０を構成するゴム材料は、シリコーンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレン・共役ジエン共重合体ゴム等のゴム基材を主成分として含む。これらのうちシリコーンゴムを用いた場合には、本発明の効果がとりわけ発揮される。
シリコーンゴムとしては、ジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が挙げられ、これらは一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
通常、ゴム材料は、加硫剤によって架橋されている。また、ゴム材料は着色顔料が配合されて着色されてもよい。

【0011】

基体部１０を構成するゴム材料の伸び率は２００〜４００％であることが好ましく、１４０〜３５０％であることがより好ましい。ゴム材料の伸び率が前記下限値以上であれば、ワイパーフレーム２がワイパーラバー１に食い込みやすくなり、ワイパーフレーム２からのワイパーラバー１の抜けをより防止できる。一方、ゴム材料の伸び率が前記上限値以下であれば、ワイパーラバー１として適度な柔軟性となる。
本発明における伸び率は、ワイパーラバーをダンベル３号にて試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した値であって、元の長さからどの程度伸びたかを百分率で示した値である。
ゴム材料の硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３で規定されるデュロメータ・タイプＡで測定した際に５０〜８０度の範囲であることが好ましい。ゴム硬度が前記範囲にあれば、良好な払拭性が得られる。
ゴム材料の伸び率または硬度は、ゴム材料の配合、加硫剤の種類、加硫時間などによって調整することができる。

【0012】

本実施形態で使用される払拭部２０は、輸送機器の窓に押し当てられて雨滴等を払拭するリップ部２１と、リップ部２１を基体部１０に接続するネック部２２とを有する。
リップ部２１は、窓に接触する側（先端側）が薄く、ネック部２２側が厚くなっている。ネック部２２は、その短手方向の厚さがリップ部２１の短手方向の厚さよりも薄くなっている。ネック部２２が薄いことにより、払拭部２０はネック部２２にて可撓するようになっている。

【0013】

通常、払拭部２０は、基体部１０と一体に成形される。払拭部２０が基体部１０と一体に成形された場合には、払拭部２０を構成するゴム材料は基体部１０を構成するゴム材料と同一となる。
払拭部２０は、基体部１０と一体に成形されなくても構わない。払拭部２０が基体部１０と一体に成形されない場合には、払拭部２０を構成するゴム材料が基体部１０を構成するゴム材料と異なってもよい。

【0014】

摺動層３０は、基体部１０及び払拭部２０を構成するゴム材料よりも小さい摩擦係数を示す層である。本実施形態では、摺動層３０は、基体部１０及び払拭部２０の全面に設けられている。したがって、摺動層３０は、基体部１０の第２面１２と第１挿入部１６ａの表面にも設けられている。
具体的な摺動層３０としては、バインダと粒子とを含有する層、フッ素樹脂等の摩擦係数の低い樹脂を含有する層が挙げられる。これらのなかでも、低コストであることから、バインダと粒子とを含有する層が好ましい。バインダと粒子とを含有する層においては、粒子によって表面が凹凸状となり、ワイパーフレームとの接触面積が小さくなるため、摩擦係数が小さくなる。

【0015】

バインダとしては、公知の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性ゴム、公知の熱硬化性樹脂、熱硬化性エラストマーまたは熱硬化性ゴムを一種単独でもしくは二種以上を組み合わせて使用することができる。前記の樹脂、エラストマー及びゴムのなかでも、基体部１０を構成するゴム材料との密着性に優れたものを選択することが好ましい。例えば、基体部１０を構成するゴム材料がシリコーンゴムである場合には、シリコーン樹脂またはシリコーンゴムが好ましい。
摺動層３０内のバインダは、加硫剤によって架橋されていてもよい。

【0016】

粒子としては公知の無機粒子または有機粒子を用いることができる。粒子の中でも、摺動層３０の摩擦係数をより小さくできることから、扁平粒子が好ましい。扁平粒子としては、グラファイト（黒鉛）、窒化ホウ素、マイカなどが挙げられるが、ワイパーフレーム２からのワイパーラバー１の抜けとワイパーラバー１の劣化をより抑制できることから、グラファイトが好ましい。

【0017】

前記粒子の平均粒子径は１〜４０μｍであり、５〜３０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。粒子の平均粒子径が前記下限値以上であれば、ワイパーフレーム２からのワイパーラバー１の抜けとワイパーラバー１の劣化をより抑制でき、前記上限値以下であれば、粒子の脱落を防止できる。
本発明における平均粒子径は、レーザー回折・散乱法で測定した体積分布のメジアン径（ｄ５０）である。

【0018】

摺動層３０がバインダ及び粒子を含む場合、摺動層３０における粒子の含有量は２〜７０質量％であることが好ましく、２０〜６０質量％であることがより好ましい。摺動層３０における粒子の含有量が前記下限値以上であれば、ワイパーフレーム２からのワイパーラバー１の抜けとワイパーラバー１の劣化をより抑制でき、前記上限値以下であれば、粒子の脱落を防止できる。

【0019】

摺動層３０の厚みは３〜４５μｍであることが好ましく、５〜４０μｍであることがより好ましい。摺動層３０の厚みが前記下限値以上であれば、充分に高い摺動性が得られ、前記上限値以下であれば、摺動層３０を容易に形成できる。

【0020】

上記ワイパーラバーを製造する方法としては、例えば、成形工程と摺動層形成用塗布液調製工程と摺動層形成工程とを有する方法が挙げられる。

【0021】

成形工程は、ゴム基材を含むゴム組成物を成形して、基体部及び払拭部を備えるワイパーラバー基材を得た後、そのワイパーラバー基材を加熱して、ワイパーラバーを得る工程である。
成形工程では、具体的には、まず、ゴム基材に必要に応じて加硫剤及び着色剤等を配合してゴム組成物を得る。次いで、そのゴム組成物を、ロールやミキサー等の混練機を用いて混練した後、適当な量に分け、成形して、基体部及び払拭部を備えるワイパーラバー基材を得る。次いで、そのワイパーラバー基材を加熱して、ワイパーラバーを得る。
ゴム組成物の成形方法としては、圧縮成形、押出成形、射出成形等から適宜選択される。圧縮成形または射出成形を採用した場合には、成形性及び生産性の点から、加熱温度を１５０〜１９０℃とすることが好ましく、１６０〜１８０℃とすることがより好ましい。押出成形を採用した場合には、加熱温度を２００〜４００℃とすることが好ましい。
ワイパーラバー基材の加熱は、１８０〜２１０℃の範囲で、１〜４時間行うことが好ましい。ワイパーラバー基材の加熱により二次加硫が生じ、未反応物が除去されて、機械的強度等が向上する。

【0022】

摺動層形成用塗布液調製工程では、バインダと粒子と溶剤と必要に応じて加硫剤とを混合して、摺動層形成用塗布液を調製する。
摺動層形成工程では、ワイパーラバーに摺動層形成用塗布液を塗布した後、加熱して、摺動層３０を形成する。
摺動層形成用塗布液の塗布方法としては、例えば、スプレー塗布、浸漬塗布などを適用することができる。
塗布後の加熱温度としては、１５０〜２００℃であることが好ましい。加熱方法としては、加熱オーブンを用いる方法、赤外線を照射する方法などが挙げられる。

【0023】

ワイパーラバー１を使用する際には、第１溝１５に板ばね３が挿入され、第２溝１６の第１挿入部１６ａにワイパーフレーム２の把持部２ａが挿入され、第２挿入部１６ｂにワイパーフレーム２の把持部２ｂが挿入される（図２参照）。これにより、ワイパーブレードが形成される。そのワイパーブレードをワイパーアームに取り付け、ワイパーラバー１のリップ部２１を窓に接触させ、ワイパーアームを回動させることによって、ワイパーブレードを窓表面にて左右に往復動させることができる。これにより、リップ部２１によって窓に付着した雨滴等を払拭することができる。
ワイパーラバー１の基体部１０に摺動層３０が設けられていない場合（すなわち、従来品の場合）、ワイパーブレードの往復動の際には、把持部２ａが、第１挿入部１６ａの表面、凸部１６ｃの表面及び基体部１０の第２面１２に直接接触する。把持部２ａが直接接触すると、把持部２ａが、第１挿入部１６ａの表面、凸部１６ｃの表面及び第２面１２を擦って、ひびを入れたり、磨耗させたりする。また、ワイパーブレードの往復動の際には、把持部２ｂが、第２挿入部１６ｂの表面及び基体部１０の第２面１２に直接接触する。把持部２ｂが直接接触すると、把持部２ｂが、第２挿入部１６ｂの表面及び第２面１２の表面を擦って、ひびを入れたり、磨耗させたりする。そのため、ワイパーラバー１が長期間使用されると、劣化が進行し、磨耗により凸部１６ｃが低くなりやすい。凸部１６ｃが低くなったときには、把持部２ａの第２挿入部１６ｂへの移行を阻止できなくなって、ワイパーラバー１がワイパーフレーム２から抜けて外れやすくなる。
しかし、上記ワイパーラバー１では、基体部１０の表面に摺動層３０が設けられているため、把持部２ａ，２ｂが基体部１０に直接接触しない上に、摩擦係数が小さくされている。これにより、ワイパーブレードの往復動の際に把持部２ａ，２ｂが擦れても、基体部１０にひびが入りにくく、基体部１０は磨耗しにくくなっている。そのため、ワイパーラバー１が長期間使用されても、ワイパーラバー１の劣化が抑制され、磨耗によって凸部１６ｃが低くなりにくいため、ワイパーラバー１がワイパーフレーム２から抜けて外れることが防止されている。

【0024】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、摺動層が基体部及び払拭部の全面に設けられていたが、基体部においては、少なくとも、ワイパーフレームが接触する面に設けられていればよい。具体的には、少なくとも、第２面の、把持部が接触する面と、第１挿入部の表面と、凸部の表面に摺動層が設けられていればよい。しかし、摺動層を容易に形成できる点では、基体部及び払拭部の全面に摺動層が設けられることが好ましい。
また、本発明のワイパーラバーは、上記第１溝を必須としなくてもよい。

【0025】

本発明のワイパーラバーによって払拭する対象物は、雨滴のみならず、雪、みぞれ、ほこり等であってもよい。
本発明のワイパーラバーが使用される輸送機器としては、自動車、鉄道車両、船舶、航空機等が挙げられる。本発明のワイパーラバーが接触する窓の材質は、ガラス、透明樹脂のいずれであってもよい。

【実施例】

【0026】

（製造例１）
シリコーンゴムコンパウンド「ＫＥ９６１ｕ」（商品名、信越化学工業（株）製）１００質量部に対し、加硫剤「Ｃ−８」（商品名、信越化学工業（株）製、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−ブチルパーオキシ）ヘキサン）を２質量部、着色剤「ＫＥ−ｃｏｌｏｒ−ＣＢ」（商品名、信越化学工業（株）製）を０．５質量部添加して、ゴム組成物を得た。
そのゴム組成物を、２本ロールを用いて充分に混練した後、適当な厚み、長さに分け、加熱圧縮成形法（成形温度：１７０℃、成形時間：４分）を適用して、基体部及び払拭部を備えるワイパーラバー基材を得た。そのワイパーラバー基材を、オーブン中で二次加硫して、ワイパーラバーを得た（加硫温度：２００℃、加硫時間：２時間）。

【0027】

（実施例１）
バインダとしてのジメチルシリコーンゴム「ＫＥ７６ＶＢＳ」（商品名、信越化学工業（株）製）３０質量部、天然黒鉛「ＢＦ−１８」（商品名、（株）中越黒鉛工業所製、形状は鱗片状、メジアン径１８μｍ、以下、「黒鉛１」という。）２質量部、加硫剤「ＣＡＴ−ＰＬ−２」（商品名、信越化学工業（株）製）０．３質量部をトルエン４００質量部に添加し、撹拌して、摺動層形成用塗布液を得た。
この摺動層形成用塗布液を、スプレーによって、製造例１で得たワイパーラバーに噴き付けて塗布した後、風燥させ、さらに１８０℃、１０分間熱処理して、ワイパーラバーの全面に厚さ２０μｍの摺動層を形成した。これにより、摺動層付きのワイパーラバーを得た。

【0028】

（実施例２）
黒鉛１の含有量を２０質量部に変更した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0029】

（実施例３）
黒鉛１の含有量を６０質量部に変更した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0030】

（実施例４）
黒鉛１の含有量を７０質量部に変更した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0031】

（実施例５）
黒鉛１を２質量部添加する代わりに、天然黒鉛「ＲＡ−１００００」（商品名、（株）中越黒鉛工業所製、形状は鱗片状、メジアン径３μｍ、以下、「黒鉛２」という。）を２０質量部添加した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0032】

（実施例６）
黒鉛１を２質量部添加する代わりに、黒鉛２を２質量部添加した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0033】

（実施例７）
黒鉛１を２質量部添加する代わりに、天然黒鉛「ＢＦ−４０Ａ／ｓ」（商品名、（株）中越黒鉛工業所製、形状は鱗片状、メジアン径３０μｍ、以下、「黒鉛３」という。）を２０質量部添加した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0034】

（実施例８）
黒鉛１を２質量部添加する代わりに、黒鉛３を７０質量部添加した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0035】

（実施例９）
黒鉛１を２質量部添加する代わりに、窒化ホウ素「ＧＰＳ」（商品名、電気化学工業（株）製、形状は鱗片状、メジアン径１８μｍ、以下、「ＢＮ」という。）を２０質量部添加した以外は実施例１と同様にしてワイパーラバーを得た。

【0036】

＜評価＞
各実施例及び製造例のワイパーラバーについて、耐久試験後のワイパーフレームからの抜け力を測定し、劣化抑制の程度を評価した。それらの結果を表１に示す。

【0037】

［耐久試験後のワイパーフレームからの抜け力低下の測定］
ワイパーラバーをワイパーフレームに取り付け、ワイパーラバーを長手方向に沿って引っ張ってワイパーフレームから抜いた。その際の抜け力を測定した。
また、再度、ワイパーラバーをワイパーフレームに取り付けてワイパーブレードを作製し、そのワイパーブレードをワイパー装置に取り付けて、ガラス表面を５０万回払拭して、耐久試験を行った。耐久試験後に、ワイパーラバーを長手方向に沿って引っ張ってワイパーフレームから抜いた。その際の抜け力を測定した。耐久試験後の抜け力が３．０ｋｇｆ未満であると、実用上の問題が生じる。

【0038】

［劣化抑制の評価］
ワイパーラバーをワイパーフレームに取り付けてワイパーブレードを作製し、そのワイパーブレードをワイパー装置に取り付けて、ガラス表面を５０万回払拭した。払拭後のワイパーラバーの劣化の状況、具体的には、ワイパーフレームが接触した面のひび割れ状況を目視により観察し、以下の基準で評価した。
◎：全くひびが見られなかった。
○：長さ１ｍｍ以下のひびが見られた。
△：長さ１ｍｍ超２ｍｍ未満のひびが見られた。
×：長さ２ｍｍ以上のひびが見られた。

【0039】

【表1】

【0040】

実施例１〜９のワイパーラバーでは、ワイパーフレームが接触する面に摺動層が設けられているため、抜け力低下が防止されていた。また、耐久試験後も劣化が抑制されており、実用上の問題を有していなかった。
摺動層が設けられていない製造例１のワイパーラバーでは、抜け力低下が大きく、また、耐久試験後には激しく劣化しており、実用上の問題を有していた。

【符号の説明】

【0041】

１ ワイパーラバー
２ ワイパーフレーム
２ａ，２ｂ 把持部
１０ 基体部
１１ 第１面
１２ 第２面
１３ 第３面
１４ 第４面
１５ 第１溝
１６ 第２溝
１６ａ 第１挿入部
１６ｂ 第２挿入部
１６ｃ 凸部
２０ 払拭部
２１ リップ部
２２ ネック部
３０ 摺動層

【図1】

【図2】

【図3】