JPH04309534A - 車両用ワイパーブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拭き取り性能が良く、
耐久性の高い車両用ワイパーブレードに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイパーブレードは、車両のガラス面に
付いた水滴や汚れを拭き取るために車両に取り付けられ
ている。ワイパーブレードに要求される性質は、次の４
点である。 ■柔軟性と復元性が高いこと。 ■滑りが良いこと。 ■耐摩耗性が高いこと。 ■耐候性高いこと。 これらについて詳述する。

【０００３】■柔軟性と復元性 車両のガラス面は平面ではない。緩やかな曲面で、場所
によって曲率が変化している。ワイパーブレードはこの
ガラス面に密着して、形を少しずつ変えながら滑る。そ
してガラス面に付いた水滴等を残らず拭き取る。従って
ワイパーブレードには高い柔軟性が要求される。また、
ガラス面に付いたゴミ等によってワイパーブレードに傷
が付くと、ワイパーを動かした後に水滴がすじ状に拭き
残されてしまう。従ってゴミなどに押されても、すぐに
元の形に戻る性質、すなわち復元性が要求される。

【０００４】■滑り ワイパーブレードは車両のガラス面に密着して動く。ワ
イパーブレードの滑りが悪いとスムースに動かない。こ
れは特に小雨の時に問題となる。雨量が多いときは、雨
がワイパーブレードとガラス面との間に入り、潤滑剤の
働きをする。このためワイパーブレードは滑らかに動く
。しかし小雨の時は、潤滑剤となる雨がほとんど無いた
め、ワイパーブレードの滑りが悪くなる。このためググ
ッとつっかえるような動きや、バタバタするような動き
になったりすることがある。これをビビリ振動と言う。 ビビリ振動は拭き取りが悪いうえ、音が大きいのでドラ
イバーに嫌われている。従って、特に小雨の時に滑りが
良いことがワイパーブレードに要求される。

【０００５】■耐摩耗性 ワイパーブレードが滑る面は硬いガラスなので、ワイパ
ーブレードは摩耗しやすい。摩耗すると、拭き取り性能
が下がる。従って、ワイパーブレードには耐摩耗性が高
いことが要求される。

【０００６】■耐候性 ワイパーブレードの断面は図１のような形状をしている
。車は走っているときはもちろん、駐車しているときも
屋根の無いところに置かれていることが多い。晴天の日
にはワイパーブレードのも直射日光が当たる。これによ
って二つの問題が生じる。

【０００７】

【図１】

【０００８】一つは、ワイパーブレードがガラス面に当
たる部分（図１、１の部分　　ここをリップ部という）
に亀裂ができることである。亀裂が大きくなると、水滴
をすじ状にガラス面に拭き残してしまい、きれいに拭き
取れない。もう一つは、ワイパーブレードの一番くびれ
た部分（図１、２の部分　　ここをネック部という）に
亀裂ができることである。ワイパーブレードはいつもガ
ラス面に押し付けられている。すなわちネック部を支点
にしてしなったリップ部がガラス面に密着している。こ
のようにネック部は常に押し曲げられている。ここに直
射日光が当たるので、特にネック部は亀裂が入り易い。 長期間使用していると、この部分がちぎれることもある
。この二つの面からワイパーブレードには耐候性が要求
される。

【０００９】次に従来技術を述べる。■の柔軟性と復元
性の面から、ワイパーブレードはゴムを素材としている
。しかし柔軟なゴムは■の滑りが悪く、■の耐摩耗性も
悪い。これを改善するため、成型したワイパーブレード
を表面処理している。表面処理の方法は、ハロゲン化処
理、中でも塩素化処理が一般的である。これによってワ
イパーブレードの表面だけが硬化する。従って滑りが良
くなるし、摩耗しにくくなる。しかしハロゲン化処理し
ても、小雨の時の滑りは十分に良くならない。一方、ハ
ロゲン化処理は分子構造中に不飽和結合を持つゴムにし
か施すことができない。ワイパーブレードは現在、ベー
スゴムとして不飽和結合を持つゴム、すなわち天然ゴム
、クロロプレンゴム等が用いられている。しかし分子構
造中に不飽和結合を持つゴムは、大気中のオゾンや紫外
線で劣化し易い。耐候性が悪く、上述の■に述べたよう
な問題を生じる。このように現在のワイパーブレードは
、■滑り、■耐摩耗性、■耐候性に問題がある。

【００１０】さらに滑りを改良する目的で、ワイパーブ
レードの表面に二硫化モリブデン粉末やグラファイト粉
末を塗布したものもある。（特開−昭５５−１１３５４
５）これは、滑剤である二硫化モリブデンやグラファイ
トの微粉宋をバインダーに混ぜて、ワイパーブレードの
表面に塗布したもである。バインダーにはクロロプレン
等の合成ゴム、又はウレタン樹脂等の合成樹脂が使われ
ている。この方法で作ったワイパーブレードは、小雨の
時もビビリ振動が無い。しかしこれも製造当初だけで、
長期間使用すると滑剤が取れてしまうので、ビビリ振動
を起こすようになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する問題点を次に述べる。 ○滑りが悪い。 特に小雨の時、ワイパーブレードの滑りが悪くなり、ビ
ビリ振動を起こす。○耐摩耗性が低い。 長期間使用するとワイパーブレードは摩耗してしまうの
で、ガラス面の拭き取り性能が落ちる。 ○耐候性が低い。 長期間使用すると、直射日光によってワイパーブレード
に亀裂が入る。これによって、ガラス面の拭き取り性能
が落ちたり、ワイパーブレードがちぎれてしまったりす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ゴムを素材と
してワイパーブレードを成型し、これにナイロンを被覆
したものである。以下に詳述するゴムを主たる材料とし
て、ワイパーブレードを成型する。ベースゴムにはあら
ゆるゴムを使用できる。分子構造中に不飽和結合を持た
ないゴム、例えばエチレンプロピレンジエンゴム等もベ
ースゴムにすることができる。天然ゴムや合成ゴムを適
当な割合で混ぜても良い。またナイロン等の合成樹脂を
ベースゴムに少量混ぜても良い。ベースゴムに添加剤、
加硫剤等を加えて混練し、成型する。本発明のワイパー
ブレードに適した配合を表１に例示した。

【００１３】

【表１】

【００１４】成型物の表面に復元性、滑り、耐摩耗性、
耐候性のいずれもが良好な皮膜を形成する。このような
皮膜を形成できる材料は、Ｎ−メトキシメチル化ナイロ
ンである。Ｎ−メトキシメチル化ナイロンは、例えば帝
国化学産業（株）トレジンＦ３０やトレジンＭＦ−３０
等が本発明に使用できる。次にＮ−メトキシメチル化ナ
イロンを成型物に被覆する方法を述べる。まずＮ−メト
キシメチル化ナイロン溶液を作成する。主たる溶剤には
メタノール、エタノール等の低級アルコールを用いる。 フェノール、トルエン、酢酸エチル等を先の溶剤に約１
〜３０容量％程度加えても良い。Ｎ−メトキシメチル化
ナイロンは約５〜２０重量％となるように溶剤に溶解す
る。さらにＮ−メトキシメチル化ナイロンの架橋触媒を
加える。架橋触媒には有機酸が適当である。クエン酸、
コハク酸、酒石酸等を使うことができる。２種類以上の
有機酸を混ぜても良い。選んだ架橋触媒がＮ−メトキシ
メチル化ナイロンに対して約３〜５重量％となるように
、架橋触媒を溶剤に溶解する。架橋触媒が固体の場合は
、少量の温水に溶解してから加えても良い。上述に従っ
て、溶剤にＮ−メトキシメチル化ナイロンとその架橋触
媒を溶解した溶液を、Ｎ溶液として説明する。

【００１５】次に成型物表面にＮ−メトキシメチル化ナ
イロンを被覆する方法を述べる。ベースゴムに天然ゴム
、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等、分子
構造中に不飽和結合を持つゴムを使用してワイパーブレ
ードを成型した場合、Ｎ溶液は成型物全面に塗布する。 塗布前に成型物を表面処理しておいても良い。表面処理
とは、ハロゲン化処理、クロム酸硫酸混液処理、プラズ
マ照射、紫外線照射などである。表面処理すると成型物
の表面が活性化するので、後に形成するＮ−メトキシメ
チル化ナイロンの皮膜がより強固に成型物に接着する。 従って、例えば泥の付いたガラス面をきれいにする等、
過酷な条件でワイパーブレードを使用しても、Ｎ−メト
キシメチル化ナイロンの皮膜が成型物からはがれること
が無くなる。

【００１６】ベ−スゴムにエチレンプロピレンジエンゴ
ム等、分子構造中に不飽和結合を持たないゴムを使用し
てワイパーブレードを成型した場合、Ｎ溶液は成型物の
一部分にだけ塗布すれば良い。すなわちワイパーブレー
ドのリップ部（図１、１）だけに塗布すれば良い。不飽
和結合を持たないゴムは耐候性が良いため、ワイパーブ
レードのネック部（図１、２）に亀裂が入りにくい。従
ってこの部分にまでＮ−メトキシメチル化ナイロンを塗
布する必要が無い。不飽和結合を持たないゴムを使用し
た場合も、成型物を表面処理すれば、皮膜が成型物から
はがれにくくなる。好ましい表面処理は、クロム酸硫酸
混液処理である。

【００１７】成型物全面に塗布する場合は、成型物をＮ
溶液に浸漬してすぐに引き上げたり、Ｎ溶液を全面にス
プレーすれば良い。成型物のリップ部だけに塗布する場
合は、刷毛やスプレー等でＮ溶液をその部分に塗布すれ
ば良い。塗布する量は、成型物表面に形成されるＮ−メ
トキシメチル化ナイロン皮膜の厚みが１〜１０μｍ、好
ましくは３〜５μｍとなるように調整する。薄めに調整
したＮ溶液を２〜３回塗布しても良い。なお、成型物全
面に塗布する場合も、リップ部だけに塗布する場合も、
ワイパーブレードのリップ部の先端面（図１、３）は、
Ｎ−メトキシメチル化ナイロンを塗布しないほうが良い
。ワイパーブレードの往復運動の際、ネック部を支点に
してリップ部がかえる。リップ部先端面の摩擦抵抗が低
いと、うまくリップ部がかえらない。従ってリップ部先
端面だけは、摩擦係数の低いＮ−メトキシメチル化ナイ
ロンを塗布しない。このようにＮ溶液を塗布するには、
次のようにする。ワイパーブレードは、２つのワイパー
ブレードが互いのリップ部先端面でくっついた形で成型
する。これにＮ溶液を塗布し、架橋した後、２つのワイ
パーブレードにカットする。するとカット面にＮ−メト
キシメチル化ナイロン皮膜の無いワイパーブレードがで
きる

【００１８】Ｎ溶液を塗布した成型物は、加熱してＮ−
メトキシメチル化ナイロンを架橋する。すぐに温度を１
２０〜１８０℃に上げて２〜１０分間加熱しても良い。 また、始めに７０〜８０℃で予備乾燥して溶剤だけ揮散
し、続いて１２０〜１５０℃で３〜１０分間加熱して、
Ｎ−メトキシメチル化ナイロンを架橋しても良い。

【００１９】さらに滑りを向上させるには、Ｎ溶液中に
二硫化モリブデン粉末や、グラファイト粉末等の滑剤を
入れる。これらを適当な割合で混ぜても良い。これらを
、上述した方法で作ったＮ溶液中に、Ｎ−メトキシメチ
ル化ナイロンに対して約１０〜５０重量％となるように
加える。滑剤をＮ溶液によく分散させてから、成型物に
塗布する。溶液の塗布方法や、Ｎ−メトキシメチル化ナ
イロンの架橋方法は、先に述べたように行う。

【００２０】

【作用】本発明は、まず適当に選択したベースゴムでワ
イパーブレードを成型する。この際、各種添加剤の配合
や架橋条件を、ワイパーブレードに最も適した柔軟性を
持つように設定した。次に、成型物の表面にＮ−メトキ
シメチル化ナイロンの架橋皮膜を形成する。ナイロン樹
脂は一般に摩擦抵抗が小さく、耐摩耗性が高い。従って
、ナイロン樹脂はワイパーブレードとして好ましい素材
であるが、硬すぎるためワイパーブレードそのものには
使えない。そこで柔軟性のあるゴムで成型物を作り、そ
の表面にナイロン樹脂を薄く被覆することが考えられる
。ナイロン樹脂には６−ナイロン、６、６−ナイロン等
があるが、これらは架橋したゴムに被覆してもはがれて
しまう。本発明は、加熱によって架橋できるＮ−メトキ
シメチル化ナイロンを使用した。Ｎ−メトキシメチル化
ナイロンを成型物表面に薄く塗り、加熱して架橋する。 この際、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンと基材のゴムと
の間で反応が起きる。このためＮ−メトキシメチル化ナ
イロンは成型物に強固に密着する。成型物表面をハロゲ
ン化処理等の方法によって活性化しておけば、更に強固
に接着する。また架橋したものは、復元性が高くなる。 Ｎ−メトキシメチル化ナイロンも架橋することによって
、６−ナイロン等よりはるかに高い復元性を示すように
なる。

【００２１】本発明ではＮ−メトキシメチル化ナイロン
を１〜１０μｍ、好ましくは３〜５μｍの厚みでワイパ
ーブレード成型物に被覆した。この皮膜によって、ワイ
パーブレードの滑り、耐摩耗性、耐候性は大幅に上がる
。また、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン皮膜は薄いので
、成型物そのものの柔軟性は変わらない。すなわち、本
発　　明のワイパーブレードの柔軟性は従来品と同レベ
ルで、車両のガラス面に良くフィットする。

【００２２】二硫化モリブデン粉末等を加えたＮ溶液を
塗布し、加熱した成型物も、Ｎ−メトキシメチル化ナイ
ロンは成型物表面で架橋する。成型物表面にはＮ−メト
キシメチル化ナイロンの特性（高い耐摩耗性、高い耐候
性）を持った皮膜が形成される。また滑剤が入っている
ため、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンだけを被覆した場
合よりワイパーブレードの滑りが良くなる。滑剤はＮ−
メトキシメチル化ナイロンの架橋皮膜中に入っているの
で、従来品よりとれにくい。

【００２３】

【実施例】例Ａ）天然ゴムをベースゴムとして表１の配
合例に従って配合し、混練する。１６０℃１０分の架橋
条件で、リップ部の先端面でワイパーブレードが２つく
っついた形のものを成型する。Ｎ−メトキシメチル化ナ
イロン溶液を作る。帝国化学産業（株）トレジンＦ３０
が約２０重量％となるようにメタノールに溶解する。こ
の溶液１００ｍｌにコハク酸を約０．８ｇ溶解する。コ
ハク酸はあらかじめ少量の水に溶かしてから加える。作
成した溶液を成型物全面にスプレーする。これを８０℃
で１０分間放置して、表面を予備乾燥する。続いて１３
０℃で５分間加熱して、成型物表面のＮ−メトキシメチ
ル化ナイロンを架橋する。リップ部の中央をカットして
、２つのワイパーブレードにする

【００２４】例Ｂ）エチレンプロピレンジエンゴムをベ
ースゴムとして、表１の配合例に従って配合し、混練す
る。１８０℃、２０分の架橋条件で、例Ａ同様、ワイパ
ーブレードが２つくっついた形のものを成型する。Ｎ−
メトキシメチル化ナイロン溶液を作る。帝国化学産業（
株）トレジンＭＦ−３０が約２５重量％となるようにエ
タノールに溶解する。この溶液１００ｍｌに酒石酸を１
．０ｇ溶解する。作成した溶液を、成型物の一部、すな
わち２つのワイパーブレードのリップ部だけに塗布する
。これを８０℃で１５分間予備乾燥する。続いて１３０
℃で５分間加熱して、塗布したＮ−メトキシメチル化ナ
イロンを架橋する。その後、２つのワイパーブレードに
カットする。

【００２５】例Ｃ）例Ｂと同様にエチレンプロピレンジ
エンゴムをベースゴムとして、例Ａ同様、ワイパーブレ
ードが２つくっついた形のものを成型物する。Ｎ−メト
キシメチル化ナイロン溶液は例Ｂと同様に作る。この溶
液１００ｍｌに二硫化モリブデン粉末を７．５ｇ入れて
、良く混ぜる。作成した溶液を、２つのワイパーブレー
ドのリップ部だけに塗布する。これを８０℃で１０分間
予備乾燥する。続いて１３０℃で５分間加熱して塗布し
たＮ−メトキシメチル化ナイロンを架橋する。これを２
つのワイパーブレードにカットする。

【００２６】（実験）例Ａ、例Ｂ、例Ｃの試料を用いて
、つぎの４つの試験をした。滑りに関して、初期の摺動
抵抗、長期間の摺動抵抗の２つの試験を、その他、拭き
取り性能試験、耐候性試験を行った。対照には、ハロゲ
ン化処理した従来のワイパーブレードを用いた。 ○初期の摺動抵抗 作成直後の試料について、摺動抵抗試験をした。各試料
を車両のワイパーブレード金具に取り付けて作動する。 （４５住復／１分間）ガラス面に対して、散水と断水を
繰り返す。ワイパーブレードの金具部分にストレインゲ
ージを取り付け、ワイパーブレードが動く際にかかる力
を出力する。この力と金具の押さえ圧との関係から、摩
擦抵抗を算出する。結果を図２に示した。散水時は、本
発明の試料と従来品との間に差は無かった。しかし、断
水直後の差は著しかった。散水時と断水直後の摩擦抵抗
を比較すると、従来品は約４倍に跳ね上がるのに対し、
本発明の例Ａ、例Ｂは約２．５倍、例Ｃは実に２倍程度
にしかならなかった。断水直後のガラス面の状態は、小
雨のときに相当する。従って、例Ａ、例Ｂ、例Ｃの試料
は従来品と異なり、小雨のときもスムースに動くと言え
る。

【００２７】

【図２】

【００２８】○長期間の摺動抵抗 各試料の摺動抵抗の経時変化を試験した。試験方法は、
初期の摺動抵抗の試験方法と同じである。ただし散水時
間を４５秒、断水時間を１５秒とした。この間の抵抗の
最大値を図３に示した。従来品は、最初から摺動抵抗が
高い上、作動回数が増えるに従って、摺動抵抗がどんど
ん上がる。さらに従来品は作動回数が増えるに連れてビ
ビリ振動も多くなった。しかし、本発明の試料はどれも
５５万回も摺動しても、摺動抵抗はわずかに上昇しただ
けだった。またビビリ振動もほとんど見られなかった。 このように本発明のワイパーブレードは長期的にもすぐ
れた摺動性が維持されていた。この結果から、ワイパー
ブレードに被覆したＮ−メトキシメチル化ナイロンがは
がれることが無いことも解る。

【００２９】

【図３】

【００３０】○拭き取り性能 各試料を車両のワイパーブレードに取り付け、少量の水
をかけながら作動する。（４５往復／１５秒分間）一定
の回数を作動した後、車両のガラス面に残ったすじの数
を数える。その結果を図４に示した。作動回数５０万回
のときのすじの発生量を見ると、本発明の試料は従来品
の約半分となっていた。このように本発明の試料は長期
に渡って拭き取り性能の優れたものである。すなわち、
被覆した薄いＮ−メトキシメチル化ナイロン皮膜によっ
て、ワイパーブレードに高い復元性と耐摩耗性が付与さ
れていることが解る。

【００３１】

【図４】

【００３２】○耐候性 各試料を２０％伸ばし、オゾン濃度８０ｐｐｈｍ、温度
４０℃の雰囲気中に放置した。各試料に亀裂が発生する
までの時間を測定した。その結果を表２に示した。従来
品は１２０時間で亀裂が発生したのに対し、本発明の試
料、例Ａ、例Ｂは５００時間経っても、亀裂が発生しな
かった。このように本発明のワイパーブレードは、耐候
性が非常に優れている。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【効果】本発明は、ゴムで成型したワイパーブレードの
表面に、１〜１０μｍの薄さで架橋したＮ−メトキシメ
チル化ナイロン皮膜を形成したものである。Ｎ−メトキ
シメチル化ナイロンの皮膜は薄いので、本発明のワイパ
ーブレードの柔軟性は、本体のゴムの柔軟性と変わらな
い。従って、曲率の変化するガラス面にも良くフィット
する。また、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンは架橋して
いるので、皮膜は高い復元性を示す。このように本発明
のワイパーブレードは、拭き残しが少なく、優秀な拭き
取り性能を示す。（図４）

【００３５】一方、成型物表面に形成したＮ−メトキシ
メチル化ナイロンの架橋皮膜は、ナイロン特有の性質、
すなわち良好な滑り、高い耐摩耗性、高い耐候性を示す
。従って本発明のワイパーブレードは、表面をハロゲン
化処理していた従来品に比べ、滑り、耐摩耗性、耐候性
のいずれも、はるかに優れている。滑りの良さは特に小
雨のときに顕著である。（図２）また本発明のワイパー
ブレードは、作動回数が多くなっても、滑りが良く、ビ
ビリ振動が無い。（図３）このＮ−メトキシメチル化ナ
イロンの皮膜に二硫化モリブデンやグラファイト等の滑
剤を加えると、さらに滑りが良くなる。（図２、図３、
図４）このように本発明のワイパーブレードは、高い拭
き取り性能を長期にわたって維持できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用ワイパーブレードの切断面である。

【図２】初期の摺動抵抗の実験結果を表す図である。

【図３】長期間の摺動抵抗の実験結果を表す図である。

【図４】拭き取り性能の実験結果を表す図である。

【符号の説明】

１．ワイパーブレードが車両のガラス面にあたる部分（
リップ部） ２．ワイパーブレードの最もくびれた部分（ネック部）
３．リップ部の先端面 ４．例Ａの実験結果 ５．例Ｂの実験結果 ６．例Ｃの実験結果 ７．従来使用のワイパーブレードの実験結果

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　ゴムを主たる材料として成型した
   車両用ワイパーブレードの表面に、架橋したＮ−メトキ
   シメチル化ナイロンの皮膜を、１〜５０μｍの厚みで形
   成すること、を特徴とした車両用ワイパーブレード。
2. 【請求項２】　　　　架橋したＮ−メトキシメチル化ナ
   イロンの皮膜中に、二硫化モリブデン粉未または／およ
   びグラファイト粉末を、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン
   に対して１０〜５０重量％含むことを特徴とした請求項
   １の車両用ワイパーブレード。