JP6485906B2 - ワイパアームおよびワイパアームの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパアームおよびワイパアームの製造方法に関するものである。

従来から、自動車等の車両には、ウィンドシールドの払拭面に付着した雨水や埃等の付着物を払拭し、運転者の視界を確保するワイパ装置が搭載されている。ワイパ装置は、ワイパモータと、このワイパアームの駆動力を受けて揺動するワイパアームと、ワイパアームに取付けられ、払拭面を払拭するワイパブレードと、を備えている。

ここで、ワイパアームの軽量化を図るために、ワイパアームを樹脂により形成する場合がある。近年、ワイパアームのような中空成形品の樹脂成形方法として、ガスインジェクション射出成形が注目されている。ガスインジェクション射出成形は、樹脂充填後の保圧（高圧）のかわりに、窒素ガスを注入し製品内部から圧力（低圧）を保持する。このため、樹脂成形後のヒケ、ソリ、バリ等の発生を抑制できる。

国際公開第１９９９／０２２９７０号

ところで、ガスインジェクション射出成形においては、肉厚が全体的に異なるような部材は、肉厚が全体的に一定の部材と比較して、窒素ガスを注入する場所や窒素ガスを通す場所（ガスチャンネル）をどこに形成するかが非常に重要である。単純にガスインジェクション射出成形を用いてワイパアームを形成しようとしても、高品質なワイパアーム提供することが困難である可能性があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、品質を確実に向上できるワイパアームおよびワイパアームの製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るワイパアームは、底壁と、前記底壁の両端に配置された一対の側壁と、が一方向に長く形成されてなるアーム本体と、前記アーム本体の先端に、該アーム本体と一体成形され、ワイパブレードが取り付けられる取付部と、を備え、前記アーム本体、および前記取付部は、ガスインジェクションにより形成され、前記アーム本体には、該アーム本体の長手方向に沿ってガスチャンネルが形成されており、前記ガスチャンネルの長さは、前記アーム本体の長手方向の半分の長さよりも長く設定されており、前記底壁と前記一対の側壁とにより囲まれている前記アーム本体の内表面において、前記底壁の少なくとも一部に、該底壁から突出するリブが一体成形され、前記ガスチャンネルは、前記底壁のうち前記リブが形成されている箇所において、前記リブの突出方向で該リブと重なる位置に形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ワイパアーム全体に効率よくガスの圧力をかけることができる。このため、ワイパアームの品質を向上できる。
本発明に係るワイパアームにおいて、前記リブの一部は、前記アーム本体の長手方向に沿って延在されていることを特徴とする。

本発明に係るワイパアームは、少なくとも前記アーム本体の先端側から前記取付部の先端に至る間は、先細り状に形成されており、前記アーム本体の先端側、および前記取付部の肉厚は、前記アーム本体の前記先端側よりも基端側の肉厚よりも厚く設定されており、前記ガスチャンネルは、前記アーム本体の基端から前記アーム本体の先端側の厚肉部に至る間に形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、樹脂の湯流れが悪いワイパアームの先端部が厚肉に形成されている場合であっても、金型内に樹脂を万遍なく行き渡らせることができる。そして、樹脂成形後のヒケ、ソリ、バリ等の発生を抑制でき、ワイパアームの品質を向上できる。

本発明に係るワイパアームは、前記アーム本体の基端側に、樹脂およびガスを注入する注入口が設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ガスを効率よくガスチャンネルに行き渡らせることができる。
本発明に係るワイパアームにおいて、前記注入口は、前記内表面に設けられていることを特徴とする。

本発明に係るワイパアームにおいて、前記アーム本体は、断面Ｕ字状に形成されており、前記底壁において、前記アーム本体の基端側で、かつ、前記リブが形成されていない箇所では、前記一対の側壁のうちの一方の側壁と前記底壁との接合部に、前記ガスチャンネルが形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ガスによる樹脂の保圧を効率よく行うことができる。

本発明に係るワイパアームの製造方法は、底壁と、前記底壁の両端に配置された一対の側壁と、が一方向に長く形成されてなるアーム本体と、前記アーム本体の先端に、該アーム本体と一体成形され、ワイパブレードが取り付けられる取付部と、を備え、少なくとも前記アーム本体の先端側から前記取付部の先端に至る間は、先細り状に形成されており、前記アーム本体の先端側、および前記取付部の肉厚は、前記アーム本体の前記先端側よりも基端側の肉厚よりも厚く設定され、前記底壁と前記一対の側壁とにより囲まれている前記アーム本体の内表面において、前記底壁の少なくとも一部に、該底壁から突出するリブが一体成形されているワイパアームの製造方法であって、樹脂およびガスの注入口を前記アーム本体の基端側に設定し、前記アーム本体の基端側から前記アーム本体の先端側の厚肉部に至る間にガスチャンネルを形成し、前記アーム本体、および前記取付部に樹脂をショートショット状態で射出する射出工程と、前記射出工程の後、前記ガスチャンネルにガスを充填するガス充填工程と、を有し、前記ガスチャンネルは、前記底壁のうち前記リブが形成されている箇所において、前記リブの突出方向で該リブと重なる位置に形成されていることを特徴とする。

このような製造方法とすることで、ワイパアーム全体に効率よくガスの圧力をかけることができ、ワイパアームの品質を向上できる。
本発明に係るワイパアームの製造方法は、前記射出工程において、前記樹脂はランナーを通って前記アーム本体へ射出され、前記ガス充填工程において、前記ガスが注入されるガス注入口は、前記ランナーの途中に接続され、前記ランナー内の前記樹脂の射出方向に対し、前記ガスの前記ランナーへの注入方向が鋭角になるよう設定されることを特徴とする。

本発明によれば、品質を確実に向上できるワイパアームおよびワイパアームの製造方法を提供できる。

本発明の実施形態におけるワイパアームの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるワイパアームの射出成形直後の状態を外表面側からみた平面図である。 本発明の実施形態におけるワイパアームの射出成形直後の状態を内表面側からみた平面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（ワイパアーム）
図１は、ワイパアーム１の斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、ワイパアーム１は、自動車等のウィンドシールドの払拭面に付着した雨水や埃等の付着物を払拭し、運転者の視界を確保するためのものである。ワイパアーム１は、樹脂により形成されており、一方向に長く形成されたアーム本体２と、アーム本体２の先端に一体成形された取付部３と、を有している。

アーム本体２は、基端２ａから先端２ｂにかけて僅かに先細りとなるように延出形成されており、途中に僅かに湾曲した湾曲部２ｃを有している。また、アーム本体２は、断面略Ｕ字状に形成されており、底壁４ａと、底壁４ａの両側に配置された一対の側壁４ｂと、これら底壁４ａと側壁４ｂとを連結する円弧状の円弧連結部４ｃと、により構成されている。
なお、以下の説明では、ワイパアーム１の底壁４ａと側壁４ｂとにより囲まれる側を内表面、この内表面とは反対側を外表面と称する。ワイパアーム１は、外表面側が外観意匠を構成する面となる。

アーム本体２の底壁４ａの内表面には、湾曲部２ｃよりも先端側にリブ５が一体成形されている。このリブ５は、アーム本体２の剛性を高めるためのものである。
また、アーム本体２の基端２ａには、動力源取付部６が一体成形されている。この動力源取付部６は、アーム本体２の側壁４ｂの面方向に沿う断面が略Ｃ字状となるように形成されている。動力源取付部６には、アタッチメント７を介して不図示のリンク機構が連結されたりワイパモータの出力軸が直接接続されたりする。

一方、アーム本体２の先端側は、底壁４ａの肉厚が先端２ｂに向かって徐々に肉厚になるように形成されている。より具体的には、底壁４ａの内表面側には、アーム本体２の湾曲部２ｃと先端２ｂとの間の略中央から先端２ｂのやや手前に至る間に、傾斜面４ｄが形成されている。傾斜面４ｄの先端から先には、アーム本体２の延在方向に沿って延びる平坦面４ｅが形成されている。これにより、アーム本体２は、基端２ａ側が中空形状になり、先端２ｂ側が中実形状になる。

アーム本体２の先端２ｂに一体成形されている取付部３は、不図示のワイパブレードが取り付けられる箇所である。取付部３は、アーム本体２の底壁４ａから連続的に延出する底壁８ａと、この底壁８ａの周縁から立ち上がる周壁８ｂと、が一体成形されたものである。周壁８ｂには、不図示のワイパブレードに設けられている連結シャフト（不図示）を受け入れるスリット９が形成されている。

周壁８ｂのスリット９が形成されている箇所の周囲は、その他の周壁８ｂの肉厚や、アーム本体２の側壁４ｂの肉厚よりも厚肉に形成されている。また、底壁８ａおよび周壁８ｂに取り囲まれた取付部３の内表面側には、リブ１０が２箇所形成されている。周壁８ｂのスリット９が形成されている箇所の周囲を厚肉に形成したり、リブ１０を設けたりすることにより、取付部３の剛性を高めている。

このように形成されたワイパアーム１は、ガスインジェクション射出成形のショートショット法により形成されている。
ここで、ガスインジェクション射出成形は、樹脂充填後の保圧（高圧）のかわりに、窒素ガスを注入し製品内部から圧力（低圧）を保持する射出成形方法であるが、この中でショートショット法とは、樹脂をショートショットで射出した後、窒素ガスを注入し、金型全体に樹脂を流れ込ませる方法である。
また、本実施形態では、窒素ガスの注入方法として、ランナー注入方式を採用している。ランナー注入方式とは、金型内に樹脂を流し込むランナーを利用して金型内に窒素ガスを注入する方式である。

図３、図４は、ワイパアーム１の射出成形直後の状態を示し、図３は、ワイパアーム１を外表面側からみた平面図、図４は、ワイパアーム１を内表面側からみた平面図である。
図３、図４に示すように、ワイパアーム１を射出成形するにあたって、ゲート位置Ｐ１は、アーム本体２の基端２ａ側に設定されている。さらに、ゲート位置Ｐ１は、一対の側壁４ｂのうちの一方の側壁４ｂの円弧連結部４ｃ寄りに設定されている。
また、窒素ガスを注入するガス注入口２０は、ランナー２１の途中に設定されている。すなわち、窒素ガスは、ランナー２１、ゲート位置Ｐ１を通って金型内に注入される。

さらに、金型内に窒素ガスを充満させるための通り道３０（以下、ガスチャンネル３０という）は、アーム本体２の２つの円弧連結部４ｃのうち、ゲート位置Ｐ１が設定されている側の円弧連結部４ｃに沿って形成されている。また、ガスチャンネル３０は、アーム本体２の基端２ａからアーム本体２の先端２ｂ側に形成された傾斜面４ｄと底壁４ａとの接続部に至る間に形成されている。

このような構成のもと、ワイパアーム１を射出成形するにあたって、不図示の金型を閉じた後、まず、金型内に樹脂をショートショット状態で射出する（射出工程）。
続いて、ガスチャンネル３０に窒素ガスを充填する（ガス充填工程）。

このように、本実施形態では、ワイパアーム１の基端２ａ側と先端２ｂ側で肉厚が大きく異なる。そこで、アーム本体２の基端２ａからアーム本体２の先端２ｂ側に形成された傾斜面４ｄと底壁４ａとの接続部に至る間にガスチャンネル３０を形成することにより、樹脂の湯流れが悪い先端部にも少ない樹脂量で万遍なく行き渡らせることができる。具体的には、ワイパアーム１を通常の射出成形で行う場合と比較して、樹脂量を約１５％削減できることが確認できた。

また、ワイパアーム１の大部分にガスチャンネル３０が形成されるので、射出成形時の熱溜まりを排除し、冷却効果を高めることができる。具体的には、ワイパアーム１の射出成形直後の熱が溜まりやすい箇所（肉厚の厚い箇所）の温度を３０℃以上低下できることが確認できた。
さらに、射出成形時の樹脂量を削減でき、冷却効果を高めることができるので、ワイパアーム１を成形する際の時間を短縮することができる。

また、射出成形時に窒素ガスを用いて製品内部から金型内の圧力（低圧）を保持するので、保圧条件を緩和することができる。このため、ワイパアーム１の樹脂成形後のヒケ、ソリ、バリ等の発生を抑制でき、ワイパアーム１の品質を向上できる。
さらに、射出成形時の窒素ガスの注入方法として、ランナー注入方式を採用し、ゲート位置Ｐ１をアーム本体２の基端２ａ側に設定している。このため、窒素ガスを効率よくガスチャンネル３０に行き渡らせることができる。

また、断面Ｕ字状に形成されているアーム本体２の円弧連結部４ｃに沿ってガスチャンネル３０を形成している。このため、窒素ガスによる樹脂の保圧を効率よく行うことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ガスチャンネル３０は、アーム本体２の基端２ａからアーム本体２の先端２ｂ側に形成された傾斜面４ｄと底壁４ａとの接続部に至る間に形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくともアーム本体２の長手方向の半分よりも長くガスチャンネル３０が形成されていればよい。このように構成することで、少ない樹脂量でワイパアーム１の品質を向上することができる。

１…ワイパアーム
２…アーム本体
３…取付部
４ａ…底壁
４ｂ…側壁
４ｃ…円弧連結部（接合部）
４ｄ…傾斜面
４ｅ…平坦面
５…リブ
２０…ガス注入口
２１…ランナー
３０…ガスチャンネル
Ｐ１…ゲート位置（注入口）

Claims (8)

1. 底壁と、前記底壁の両端に配置された一対の側壁と、が一方向に長く形成されてなるアーム本体と、
   前記アーム本体の先端に、該アーム本体と一体成形され、ワイパブレードが取り付けられる取付部と、
   を備え、
   前記アーム本体、および前記取付部は、ガスインジェクションにより形成され、
   前記アーム本体には、該アーム本体の長手方向に沿ってガスチャンネルが形成されており、
   前記ガスチャンネルの長さは、前記アーム本体の長手方向の半分の長さよりも長く設定されており、
   前記底壁と前記一対の側壁とにより囲まれている前記アーム本体の内表面において、前記底壁の少なくとも一部に、該底壁から突出するリブが一体成形され、
   前記ガスチャンネルは、前記底壁のうち前記リブが形成されている箇所において、前記リブの突出方向で該リブと重なる位置に形成されていることを特徴とするワイパアーム。
2. 前記リブの一部は、前記アーム本体の長手方向に沿って延在されていることを特徴とする請求項１に記載のワイパアーム。
3. 少なくとも前記アーム本体の先端側から前記取付部の先端に至る間は、先細り状に形成されており、
   前記アーム本体の先端側、および前記取付部の肉厚は、前記アーム本体の前記先端側よりも基端側の肉厚よりも厚く設定されており、
   前記ガスチャンネルは、前記アーム本体の基端から前記アーム本体の先端側の厚肉部に至る間に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパアーム。
4. 前記アーム本体の基端側に、樹脂およびガスを注入する注入口が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のワイパアーム。
5. 前記注入口は、前記内表面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のワイパアーム。
6. 前記アーム本体は、断面Ｕ字状に形成されており、
   前記底壁において、前記アーム本体の基端側で、かつ、前記リブが形成されていない箇所では、前記一対の側壁のうちの一方の側壁と前記底壁との接合部に、前記ガスチャンネルが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のワイパアーム。
7. 底壁と、前記底壁の両端に配置された一対の側壁と、が一方向に長く形成されてなるアーム本体と、
   前記アーム本体の先端に、該アーム本体と一体成形され、ワイパブレードが取り付けられる取付部と、
   を備え、
   少なくとも前記アーム本体の先端側から前記取付部の先端に至る間は、先細り状に形成されており、
   前記アーム本体の先端側、および前記取付部の肉厚は、前記アーム本体の前記先端側よりも基端側の肉厚よりも厚く設定され、
   前記底壁と前記一対の側壁とにより囲まれている前記アーム本体の内表面において、前記底壁の少なくとも一部にリブが一体成形されているワイパアームの製造方法であって、
   樹脂およびガスの注入口を前記アーム本体の基端側に設定し、
   前記アーム本体の基端側から前記アーム本体の先端側の厚肉部に至る間にガスチャンネルを形成し、
   前記アーム本体、および前記取付部に樹脂をショートショット状態で射出する射出工程と、
   前記射出工程の後、前記ガスチャンネルにガスを充填するガス充填工程と、
   を有し、
   前記ガスチャンネルは、前記底壁のうち前記リブが形成されている箇所において、前記リブの突出方向で該リブと重なる位置に形成されていることを特徴とするワイパアームの製造方法。
8. 前記射出工程において、前記樹脂はランナーを通って前記アーム本体へ射出され、
   前記ガス充填工程において、前記ガスが注入されるガス注入口は、前記ランナーの途中に接続され、
   前記ランナー内の前記樹脂の射出方向に対し、前記ガスの前記ランナーへの注入方向が鋭角になるよう設定されることを特徴とする請求項７に記載のワイパアームの製造方法。

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