特開 2024-108016 ワイパー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108016

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】ワイパー

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/08 20060101AFI20240802BHJP

   B08B 1/00 20240101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/08 C

B08B1/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012261

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000111085

【氏名又は名称】ニッタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島田 朋尚

(72)【発明者】

【氏名】岡村 東英

(72)【発明者】

【氏名】宮城 佳宏

【テーマコード（参考）】

3B116

【Ｆターム（参考）】

3B116AA47

3B116AB53

3B116BA03

3B116BA23

(57)【要約】

【課題】リップ部と取付部との接着強度が十分で高い耐久性を実現するとともに、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中における締付ボルトのゆるみの発生、及び締付ボルトの過剰な締付によるワイパーの歪み及びたわみの発生が抑制されたワイパーを提供する。
【解決手段】工作機械に取り付けられて被清掃面を拭き取るワイパー１であって、剛性材料からなる補強板１０ａと補強板１０ａに積層して設けられた弾性材料からなる背部１０ｂとを有する、帯状の取付部１０と、弾性材料からなり、取付部１０の短手方向の側面に取り付けられ、被清掃面に接して摺動する摺動部１１ａを有するリップ部１１と、を備え、背部１０ｂの厚さが０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であり、補強板１０ａは、ロックウェル硬さＨＲＢが６５未満及びビッカース硬さＨＶが１１５未満である構成とする。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械に取り付けられて被清掃面を拭き取るワイパーであって、
剛性材料からなる補強板と前記補強板に積層して設けられた弾性材料からなる背部とを有する、帯状の取付部と、
弾性材料からなり、前記取付部の短手方向の側面に取り付けられ、前記被清掃面に接して摺動する摺動部を有するリップ部と、を備え、
前記背部の厚さが０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であり、
前記補強板は、ロックウェル硬さＨＲＢが６５未満及びビッカース硬さＨＶが１１５未満である
ワイパー。

【請求項2】

前記背部及び前記リップ部は同一の弾性材料で形成されている
請求項１に記載のワイパー。

【請求項3】

前記背部及び前記リップ部は一体に形成されたものである
請求項２に記載のワイパー。

【請求項4】

前記背部はＪＩＳ－Ａ硬さが５５°以上９５°以下である
請求項１に記載のワイパー。

【請求項5】

前記リップ部は前記摺動部に金属薄板、樹脂薄板、または繊維布が貼付されている
請求項１に記載のワイパー。

【請求項6】

前記リップ部は前記摺動部に繊維又は球状の樹脂粒子が含有されている
請求項１に記載のワイパー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイパーに関するものである。

【背景技術】

【0002】

工作機械において、金属屑あるいはクーラント等の付着物が付着した工作機械の表面である被清掃面から付着物を除去するために、工作機械用のワイパーが用いられる。

【0003】

ワイパーは、例えば、工作機械に取り付けられる取付部と、取付部に取り付けられ、先端が被清掃面に接して被清掃面に付着している付着物を除去するリップ部とを有する。取付部は、例えば金属等の剛性材料からなる補強板と、補強板の背面側に設けられたゴム等の弾性材料からなる背部とを有して構成されている。

【0004】

ワイパーは、取付部において締付ボルトを用いて工作機械に取り付けられて用いられる。取付部が剛性材料の補強板と弾性材料の背部とから構成されるワイパーの場合、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中に締付ボルトのゆるみが発生する可能性がある。摺動中の締付ボルトのゆるみが発生しないように締付ボルトを過剰に締め付けると、ワイパーに歪み及びたわみが発生し、取付部の背部側の面と工作機械の取付面との間に隙間が発生することがある。特に、摺動性を向上させるために、摺動面と接するリップ部分の先端に金属鋼鈑を貼り付けた場合、上記の歪み及びたわみがより顕著に表れる。

【0005】

締付ボルトの過剰な締付によるワイパーの歪み及びたわみの発生を抑制するために、取付部には剛性が求められており、取付部が弾性材料からなる背部を有さない構成のワイパーが提案されている。

【0006】

特許文献１には、リップ部が取り付けられた取付部の側面が凹凸形状を有しており、リップ部と取付部との接着強度を向上させ、高い耐久性を実現するとともに、工作機械への取付時のボルト締めによる取付部の歪みやたわみがないワイパーが開示されている。

【0007】

特許文献２には、リップ部と取付部とが金型内で加硫接着されており、リップ部と取付部との接着強度を向上させ、高い耐久性を有するとともに、工作機械への取付時のボルト締めによる取付部の歪みやたわみがなく、摺動面に対するリップ部先端のシール性が高いワイパーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２２－８９６８９号公報

【特許文献2】特開２０２２－８９６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

取付部が弾性材料からなる背部を有さない構成のワイパーでは、取付部とリップ部とがそれぞれの側面のみで互いに接着されているため、取付部とリップ部との接着強度が十分ではなく、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中にリップ部が脱落する可能性があり、また、リップ部先端の被清掃面に対するシール性が低下する可能性がある。

【0010】

工作機械用のワイパーにおいて、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中における締付ボルトのゆるみの発生、及び締付ボルトの過剰な締付によるワイパーの歪み及びたわみの発生を抑制することが求められている。また、取付部とリップ部との十分な接着強度が求められている。

【0011】

そこで本発明は、リップ部と取付部との接着強度が十分で高い耐久性を実現するとともに、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中における締付ボルトのゆるみの発生、及び締付ボルトの過剰な締付によるワイパーの歪み及びたわみの発生が抑制された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】

【0012】

本発明に係るワイパーは、工作機械に取り付けられて被清掃面を拭き取るワイパーであって、剛性材料からなる補強板と前記補強板に積層して設けられた弾性材料からなる背部とを有する、帯状の取付部と、弾性材料からなり、前記取付部の短手方向の側面に取り付けられ、前記被清掃面に接して摺動する摺動部を有するリップ部と、を備え、前記背部の厚さが０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であり、前記補強板は、ロックウェル硬さＨＲＢが６５未満及びビッカース硬さＨＶが１１５未満である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、リップ部と取付部との接着強度が十分で高い耐久性を実現するとともに、リップ部の先端の被清掃面上の摺動中における締付ボルトのゆるみの発生、及び締付ボルトの過剰な締付によるワイパーの歪み及びたわみの発生が抑制されたワイパーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1A】実施形態に係るワイパーの正面図である。

【図1B】実施形態に係るワイパーの断面図である。

【図2】第２変形例のワイパーの一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。

【図3】第２変形例のワイパーの他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。

【図4】第２変形例のワイパーのさらに他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。

【図5】第２変形例のワイパーのまたさらに他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、以下に説明する形態は、あくまで例示であって、当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。

【0016】

＜実施形態＞
（ワイパー１の構成）
本実施形態のワイパー１は、工作機械に取り付けられて被清掃面を拭き取るワイパーである。図１Ａは本実施形態のワイパー１の正面図であり、図１Ｂは図１Ａのワイパー１の長手方向に対して直交する面での断面図である。

【0017】

ワイパー１は、帯状の取付部１０とリップ部１１とを有する。取付部１０は、剛性材料からなる補強板１０ａと、補強板１０ａに積層して設けられた弾性材料からなる背部１０ｂとを有する。リップ部１１は、弾性材料からなり、取付部１０の短手方向の側面に取り付けられ、被清掃面に接して摺動する摺動部１１ａを有する。

【0018】

リップ部１１は取付部１０に取り付けられた部分に屈曲部１１ｂが設けられており、屈曲部１１ｂにおいて取付部１０が延伸する方向から屈曲して延伸し、その先端に摺動部１１ａが設けられている。リップ部１１は、屈曲部１１ｂにおいて屈曲する部分の内側に切欠き部１１ｃが設けられている。リップ部１１の上面又は下面には金属薄板１２が貼付されている。図１Ｂは、金属薄板１２が摺動部１１ａの先端から突出するようにしてリップ部１１の上面に貼付された構成を示している。

【0019】

ワイパー１は、金属薄板１２の先端が被清掃面に密着するように、取付部１０に設けられた不図示の開口部において締付ボルトを用いて工作機械に取り付けられ、金属薄板１２の先端が被清掃面に押し付けられて摺動して被清掃面を拭き取るようにして用いられる。切欠き部１１ｃは、金属薄板１２の先端が被清掃面に押し付けられたときに被清掃面に密着するように屈曲部１１ｂが変形するのを容易にする。

【0020】

補強板１０ａは、ロックウェル硬さＨＲＢが６５未満及びビッカース硬さＨＶが１１５未満である。好ましくは、ロックウェル硬さＨＲＢが４０以上６５未満及びビッカース硬さＨＶが９０以上１１５未満である。

【0021】

補強板１０ａは剛性材料からなり、金属板または樹脂板から構成される。金属板としては、例えば、鋼板、アルミニウム板、真鍮板、タングステン板等が挙げられる。補強板１０ａが金属板で構成される場合、表面は防錆処置が施され、例えば補強板１０ａが鋼鈑で構成される場合には表面に四酸化三鉄膜が形成されている。樹脂板としては、切削加工による１５０℃以上の温度に耐えられるものが好ましく、例えば、フッ素樹脂や、ポリエーテルエーテルケトン等のスーパーエンジニアリングプラスチック、さらにガラス短繊維、無機フィラー等を充填し複合化したポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。

【0022】

背部１０ｂは、ＪＩＳ－Ａ硬さが５５°以上９５°以下である。好ましくは、ＪＩＳ－Ａ硬さが６５°以上８５°以下である。さらに好ましくは、ＪＩＳ－Ａ硬さが６５°以上７５°以下である。

【0023】

背部１０ｂは弾性材料からなり、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ－ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステル等のエラストマーが挙げられ、これらのうち一種以上が使用される。弾性材料には、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤を配合してもよい。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物等が挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸等の脂肪酸、金属酸化物等が挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン等が挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤等もまた配合され得る。

【0024】

背部１０ｂの厚さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下である。好ましくは、背部１０ｂの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

【0025】

補強板１０ａ及び背部１０ｂを合わせた取付部１０の厚さは任意であるが、１．０ｍｍ以上、好ましくは１．２ｍｍ以上、より好ましくは１．６ｍｍ以上である。取付部１０の厚みの上限は限定されないが、通常７．０ｍｍ以下である。また、取付部１０の短手方向の長さは、通常５ｍｍ以上、例えば５～５０ｍｍ程度である。

【0026】

補強板１０ａの厚さは、取付部１０の厚さを満足するように任意に設定することが可能であるが、リップ部１１との接合強度を高めるために１．０ｍｍ以上が好ましく、さらに好ましくは１．２ｍｍ以上であり、またさらに好ましくは１．６ｍｍ以上である。

【0027】

リップ部１１は、背部１０ｂと同様の弾性材料からなる。本実施形態のワイパー１では、好ましくは背部１０ｂ及びリップ部１１は同一の弾性材料で形成されており、この場合には背部１０ｂ及びリップ部１１は一体に形成されたものとすることができる。リップ部１１を構成する弾性材料は、摺動抵抗を小さくするために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤が含まれていてもよい。

【0028】

リップ部１１の厚さは、取付部１０の厚さとほぼ同じであるのがよいが、それよりも小さくてもよい。さらに、ワイパー１の性能に影響しない限りにおいて、リップ部１１の厚さが取付部１０の厚さよりも大きくてもよい。

【0029】

金属薄板１２は、鋼板、燐青銅板、およびステンレス鋼板のようなバネ板材で構成される。金属薄板１２の表面は防錆処置が施され、例えば四酸化三鉄膜が形成されている。金属薄板１２は、リップ部１１の上面または下面に加硫接着等で一体的に貼付されている。

【0030】

金属薄板１２は、摺動部１１ａの先端より通常０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下程度突出するように設けられている。金属薄板１２の厚みは、例えば０．０７ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、好ましくは０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。この金属薄板１２の厚みが０．０７ｍｍ未満である場合、取付部１０の取付位置を調節して金属薄板１２の先端が被清掃面上で摺動する際に金属薄板１２の強度が不足して曲がりすぎ、シールするのに必要な接触を確保することが困難となる。０．２５ｍｍを越えると、金属薄板１２が十分に屈曲せずに、金属薄板１２の先端が被清掃面を損傷させる可能性がある。金属薄板１２の上面に不図示の保護部材が設けられていてもよい。

【0031】

（ワイパー１の作用・効果）
本実施形態のワイパー１は、補強板１０ａと背部１０ｂが積層して構成された取付部１０にリップ部１１が取り付けられ、背部１０ｂの厚さが０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であり、補強板１０ａのロックウェル硬さＨＲＢが６５未満及びビッカース硬さＨＶが１１５未満であることにより、リップ部１１と取付部１０との接着強度が十分で高い耐久性を実現するとともに、リップ部１１の先端の被清掃面上の摺動中における締付ボルトのゆるみの発生、及び締付ボルトの過剰な締付によるワイパー１の歪み及びたわみの発生が抑制されている。

【0032】

特に、金属薄板１２がリップ部１１の上面に貼付された構成では、ワイパー１に歪み及びたわみが発生すると金属薄板１２の被清掃面に対するシール性が大きく損なわれるが、本実施形態のワイパー１ではワイパー１の歪み及びたわみの発生が抑制されているので、シール性を確保できる。

【0033】

（ワイパー１の製造方法）
本実施形態のワイパー１の製造方法は、例えば、上型と下型を備える金型の下型内に補強板１０ａを戴置し、次に下型内に弾性材料を充填し、ついで上型と下型とで加熱加圧して背部１０ｂ及びリップ部１１を加硫成形し、補強板１０ａに加硫接着された背部１０ｂ及びリップ部１１を同時に一体形成する。次に、リップ部１１の上面に金属薄板１２を加硫接着等でリップ部１１に埋め込むようにして貼付する。このようにして、ワイパー１を製造することができる。

【0034】

金型内で背部１０ｂ及びリップ部１１を加硫成形すると仕上り精度が良好であり、被清掃面に対するシール性が向上し、金属屑あるいはクーラント等の付着物の除去性能が向上する。

【0035】

補強板１０ａの背部１０ｂと接する面及びリップ部１１と接する面には、あらかじめブラスト処理および／または脱脂処理を行うのが、接合強度をより高めるうえで好ましい。補強板１０ａの側面に接着剤を塗布してから下型の所定位置に載置するのがよい。接着剤としては、例えば、プライマー液と上塗り液とからなる２液型の接着剤が挙げられる。プライマー液および上塗り液は、例えば塩素化ポリエチレン、クロロプレンゴム、塩素化ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、臭素化塩素化ポリブタジエン等のハロゲン化ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂を主成分とするものである。

【0036】

以上、本発明の実施形態を種々説明したが、これらの説明は一つの例示のために提示したものであり、実施形態に提示された形態に本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて多くの修正および変形が可能である。

【0037】

＜実施例＞
上記の製造方法に示した手順で、実施例１及び比較例１に係るワイパーを作成し、評価を行った。

【0038】

（実施例１）
長さ：３８０ｍｍ、高さ：３２ｍｍ、幅：１６．４ｍｍ、取付部の厚さ：３．０ｍｍ、の実施例１のワイパーを作成した。ここで、補強板として厚さが２．６ｍｍ、ロックウェル硬さＨＲＢが５５～５６、ビッカース硬さＨＶが１０３～１１０のＳＰＣＣ鋼鈑を用い、背部及びリップ部との弾性材料としてＪＩＳ－Ａ硬さが６５～７５°の材料を用い、背部の厚さを０．４ｍｍとした。長さ方向において左端から１５ｍｍ、１９０ｍｍ、３９５ｍｍの位置に８×１２ｍｍの長穴を設けた。

【0039】

（比較例１）
補強板の厚さを１．６ｍｍとし、背部の厚さを１．４ｍｍとしたことを除いては実施例１と同様にして、比較例１のワイパーを作成した。

【0040】

（リップ部反り試験）
実施例１及び比較例１のワイパーに対して、長穴にＭ６タイプの六角穴付きボルトを差し込んで試験機へ取り付け、トルクレンチを用いて、０．５Ｎ・ｍ刻みで締付トルクを増やしながら、リップ部の反りを目視で確認した。結果を表１に示す。表１中、「〇」は反りが発生していないことを示し、「×」は反りが発生したことを示し、「‐」は試験を行っていないことを示す。

【0041】

【表1】

【0042】

表１に示すとおり、比較例１においては、２．５Ｎ・ｍの締付でリップ部の反りが発生するが、実施例１においては、ボルトが締まり切る４．４Ｎ・ｍの締付トルクにおいてもリップ部の反りは発生しなかった。

【0043】

＜第１変形例＞
上記の実施形態のワイパー１は、金属薄板１２が摺動部１１ａの先端から突出するようにしてリップ部１１の上面に貼付された構成であるが、金属薄板１２に代えて、樹脂薄板または繊維布（帆布）が貼付された構成としてもよい。

【0044】

また、金属薄板１２を有さない構成としてもよい。この場合、リップ部１１の先端の摺動部１１ａが被清掃面に密着するように工作機械に取り付けられ、摺動部１１ａの先端が被清掃面に押し付けられて摺動して被清掃面を拭き取るようにして用いられる。摺動部１１ａの一部または全部にナイロン等の繊維材料や球状の樹脂材料等を含有させたりして、ワイパー１の摺動性を向上させるようにしてもよい。

【0045】

＜第２変形例＞
上記の実施形態のワイパー１は、補強板１０ａとして表面が平坦な平板を用いた構成であるが、補強板に線状の切り込みあるいは凹凸形状部を設けた構成としてもよい。

【0046】

図２は本変形例のワイパーの一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。図２に示した補強板２０ａは、補強板２０ａの長手方向に延伸する線状の切り込み２０ｂが設けられている。

【0047】

図３は本変形例のワイパーの他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。図３に示した補強板２１ａは、補強板２１ａの長手方向に延伸する凹凸形状部２１ｂが設けられている。

【0048】

図４は本変形例のワイパーのさらに他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。図４に示した補強板２２ａは、補強板２２ａの短手方向に延伸する線状の切り込み２２ｂが設けられている。

【0049】

図５は本変形例のワイパーのまたさらに他の一例に用いられる補強板の（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。図５に示した補強板２３ａは、補強板２３ａの短手方向に延伸する凹凸形状部２３ｂが設けられている。

【0050】

本変形例の線状の切り込みあるいは凹凸形状部が設けられた補強板は、背部１０ｂとの接着強度を高めることができる。

【符号の説明】

【0051】

１ ワイパー
１０ 取付部
１０ａ 補強板
１０ｂ 背部
１１ リップ部
１１ａ 摺動部
１１ｂ 屈曲部
１１ｃ 切欠き部
１２ 金属薄板
２０ａ、２１ａ、２２ａ、２３ａ 補強板
２０ｂ、２２ｂ 切り込み
２１ｂ、２３ｂ 凹凸形状部

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】