刮水片的分布压力设定方法、及刮水片

摘要

将刮水片(53)的衬垫在其长度方向上假想分割为多个区域，将玻璃面(50a)的刮水片(53)的拂拭范围(B)在该刮水片(53)的拂拭方向(x方向)及该刮水片(53)的长度方向(z方向)上离散化，并按衬垫的假想分割的区域设定曲率，使该离散化的各位置(Pij)的刮片胶条的接触压力(Fyij)的变动差的合计达到最小。根据这种刮水片的分布压力设定方法，能够容易且可靠地提高拂拭面的拂拭范围整体的拂拭性。

说明书

技术领域

本发明涉及具有衬垫的刮水片的分布压力设定方法、及刮水片，所述衬垫用于在刮片胶条(blade rubber)的长度方向上分布由刮水器臂赋予至拂拭面侧的按压力。

背景技术

作为拂拭附着在车辆的前玻璃面上的雨滴等的刮水片，例如有特开昭57-55244号公报公开的刮水片。

该文献的刮水片使用了竞争(tournament)式杠杆组件，该杠杆组件包括：与刮水器臂连结的一个第一级杠杆；分别可转动地与该杠杆的两端部连结的两个第二级杠杆；和分别可转动地与该杠杆的一端部连结的两个轭(yoke)。在轭的两端部和第二级杠杆的另一端部(未连结轭的一侧的端部)的六个部位，分别设置有用于保持刮片胶条的保持爪。在刮片胶条上安装与其长度方向的长度大致相同的长度的衬垫，安装有该衬垫的部分由各保持爪保持。

再有，衬垫如下构成：由金属板材形成为直线形状(straight形状)或在长度方向上形成为一定曲率的弯曲形状，且在板厚方向上具有弹性。并且，如下构成：通过这些杠杆组件及衬垫而沿刮片胶条的长度方向分布刮水器臂的按压力，由此该胶条对玻璃面的接触压力在该胶条的长度方向上均匀化。

可是，车辆的前玻璃面的曲率因刮水片的拂拭角度位置而始终产生变化。并且，要求拂拭这种玻璃面的刮水片具有始终追随复杂弯曲的玻璃面的良好拂拭性。

然而，在上述文献的刮水片中，仅由各保持爪的间隔设定施加于各保持爪的载荷，调整刮片胶条对玻璃面的长度方向的接触压力。

该接触压力的调整较大程度上依赖于熟练的技术者的经验或判断力，为了进行由实验等确认该调整结果的作业，以便提高曲率因拂拭角度位置而始终变化的玻璃面的拂拭范围整体的拂拭性，需要大量的时间。另外，以这种调整或设定，作为产品只不过得到了判断为合格的拂拭性，不一定得到最好的拂拭性。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够容易且可靠地提高拂拭面的拂拭范围整体的拂拭性的刮水片的分布压力设定方法、及刮水片。

为了达到上述目的，本发明的刮水片的分布压力设定方法应用于一种刮水片，所述刮水片具有衬垫，该衬垫安装在对拂拭面进行拂拭的刮片胶条上，且用于在该刮片胶条的长度方向上分布由刮水器臂赋予至拂拭面侧的按压力，使对该拂拭面的接触压力均匀化，该刮水片的分布压力设定方法的主旨在于，将衬垫在其长度方向上假想分割为多个区域，将拂拭面的刮水片的拂拭范围在该刮水片的拂拭方向及该刮水片的长度方向上离散化，并按衬垫的假想分割的区域设定曲率及刚性中的至少一方，使该离散化的各位置的接触压力的变动差的合计达到最小。

若遵循该设定方法制作衬垫，则安装有该衬垫的刮片胶条的接触压力的变动差的合计最小，且该接触压力在拂拭面的拂拭范围整体最均匀化。其结果是，能够可靠地提高刮水片的拂拭范围整体的拂拭性。另外，若使用该设定方法，则即使不是熟练的技术者，也能够根据运算容易地提高刮水片的拂拭性。

在上述的刮水片的分布压力设定方法中，接触压力的变动差的合计可作为接触压力和基准值的差的绝对值的合计或接触压力和基准值的差的平方的值的合计算出。由此，可不需要复杂的运算，容易地求出该变动差及合计。

在上述的刮水片的分布压力设定方法中，也可根据接触压力的变动差进行加权。由此，可使接触压力的变动差较大的部分(例如，接触压力较大地不足的部分等)较大地反映为衬垫的曲率设定，能够有效地提高该部分的拂拭性。

在上述的刮水片的分布压力设定方法中，接触压力的变动差的合计优选是刮水片的拂拭方向的往复量的合计。尽管在刮水片的拂拭动作的往动作和复动作中也存在刮片胶条的接触压力稍许不同的部分，但如果设接触压力的变动差的合计为往复量，则能够更加可靠地提高刮水片的拂拭范围整体的拂拭性。

在上述的刮水片的分布压力设定方法中，优选设刮水片的拂拭范围的离散化在该刮水片的拂拭方向及该刮水片的长度方向上为等间隔。由此，可容易地进行刮水片的拂拭范围的离散化，不会使运算复杂化。

在上述的刮水片的分布压力设定方法中，优选设衬垫的假想分割在长度方向上为等间隔。由此，可容易地设定衬垫的各区域的曲率及刚性中的至少一方，而且也可容易地制作衬垫。

另外，本发明的刮水片的主旨在于构成为，具备：衬垫，其基于上述的刮水片的分布压力设定方法制作；和刮片胶条，其安装该衬垫并对拂拭面进行拂拭，通过该衬垫，在该刮片胶条的长度方向上分布由刮水器臂赋予至拂拭面侧的按压力，使对该拂拭面的接触压力均匀化。

若遵循上述的刮水片的分布压力设定方法制作衬垫，则安装有该衬垫的刮片胶条的接触压力的变动差的合计最小，该接触压力在拂拭面的拂拭范围整体最均匀化，所以能够可靠地提高刮水片的拂拭范围整体的拂拭性。另外，若使用该设定方法，则即使不是熟练的技术者，也能够根据运算容易地提高刮水片的拂拭性。

在上述的刮水片中，安装衬垫的刮片胶条可由杠杆组件保持，该杠杆组件由多个杠杆可转动地构成为竞争式，并与刮水器臂连结。即，在刮水片中，安装衬垫的刮片胶条由杠杆组件保持，该杠杆组件由多个杠杆构成为竞争式。在具有这种杠杆组件的刮水片中，也能够容易且可靠地提高拂拭面的拂拭范围整体的拂拭性。

在上述的刮水片中，也可构成为安装在刮片胶条上的衬垫与刮水器臂直接连结。于是，在衬垫与刮水器臂直接连结这一结构的刮水片中，也能够容易且可靠地提高拂拭面的拂拭范围整体的拂拭性。

附图说明

图1(a)、(b)是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图2是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图3是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图4(a)、(b)是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图5是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图6是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图7(a)、(b)是用于说明实施方式的刮水片的分布压力设定方法的图；

图8是表示实施方式的车辆用刮水器的立体图；

图9是表示实施方式的刮水片的分解立体图；

图10是表示另一例的车辆用刮水器的立体图；

图11是表示另一例的刮水片的分解立体图。

具体实施方式

以下，结合附图对具体化了本发明的一实施方式的进行说明。

如图8所示，拂拭附着在车辆的前玻璃50的玻璃面50a上的雨滴等的车辆用刮水器51由刮水器臂52和刮水片53构成。刮水器臂52的基端部固定于通过刮水器电动机(省略图示)以规定角度往复转动的枢轴(省略图示)，且该刮水器臂52伴随着该枢轴的往复转动而进行往复摆动运动。在刮水器臂52的前端部可转动地连结有刮水片53。另外，在刮水器臂52上安装有弹簧(省略图示)，所述弹簧赋予用于将刮水片53按压到玻璃面50a上的按压力。

刮水片53具备杠杆组件54、刮片胶条55和衬垫56。如图9所示，该杠杆组件54通过与刮水器臂52连结的一个第一级杠杆57、分别可转动地与该杠杆57的两端部连结的两个第二级杠杆58、和分别可转动地与该杠杆58的一端部连结的两个轭59构成为竞争式。在该轭59的两端部和第二级杠杆58的另一端部(未连结轭59的一侧的端部)的六个部位，分别设置有用于保持刮片胶条55的保持爪60。即，刮片胶条55由杠杆组件54六点支撑。

刮片胶条55具有由保持爪60保持的基部55a。基部55a沿刮片胶条55的长度方向设置。在该基部55a，与其长度方向的长度大致相等的长度的一对衬垫56分别安装于设置在其长度方向两侧的安装槽55b。衬垫56由具有弹性的金属板材构成，且构成为在板厚方向上具有弹性。并且，安装有衬垫56的基部55a由各保持爪60保持，刮片胶条55由杠杆组件54保持。并且构成为，通过这些杠杆组件54及衬垫56在刮片胶条55的长度方向上分布刮水器臂52的按压力，该胶条55对玻璃面50a的接触压力在该胶条55的长度方向上均匀化。

再有，上述结构的刮水片53根据前玻璃50的大小，通过变更第一级杠杆57、第二级杠杆58及轭59的形状、或第二级杠杆58及轭59的数目，并且变更刮片胶条55及衬垫56的长度方向的长度而与其对应。

在这种结构的刮水片53中，在本实施方式中，将一对衬垫56在长度方向上假想地分割(n分割)为多个等间隔的区域A1～An，根据杠杆组件54的结构(各杠杆57、58或轭59的数目、保持爪60的间隔等)及玻璃面50a的拂拭范围整体的弯曲形状，按该假想分割的区域A1～An使曲率(曲率半径)变化。并且，在本实施方式中，使衬垫56按长度方向的多个区域A1～An使曲率变化，使刮片胶条55对玻璃面50a的接触压力更加均匀化，从而提高该玻璃面50a的拂拭范围整体的拂拭性。

在此，对该衬垫56的各区域A1～An的曲率(曲率半径)的设定方法进行说明。

首先，如图1(a)所示，将前玻璃50的玻璃面50a的刮水片53的拂拭范围B整体如图1(b)所示，在该刮水片53的拂拭方向(x方向)上以等间隔(等角度间隔)的方式nx分割，并且在该刮水片53的长度方向(z方向)上以等间隔的方式nz分割从而离散化。获得该离散化的各位置Pij的座标数据(三维位置数据)。通过该座标数据能够识别玻璃面50a的弯曲形状。

另外，作为设计条件获得需要使用的杠杆组件54的构成数据(第一级杠杆57、第二级杠杆58及轭59的连结结构、保持爪60(支点)的数目及间隔)、或刮水片53从刮水器臂52接受的按压力Fy、衬垫56的弯曲刚度EI等。并且，设这些设计条件为固定值，只设衬垫56的各区域A1～An的曲率(曲率半径)为设计变数。再有，作为初始条件，衬垫56的形状假设预先设为直线形状(直线形状)。

接着，求出这些设计条件下的在各位置Pij的刮片胶条55的接触压力Fyij。顺便而言，图2表示刮水片53的规定位置的刮片胶条55的长度方向的接触压力Fyij。并且，使用下面表示的“公式1”或“公式2”，并通过变更设计变数(该情况下，设计变数为衬垫56的各区域A1～An的曲率)使各位置Pij的刮片胶条55的接触压力Fyij变化，使作为离散化的各位置Pij的接触压力Fyij的变动差的合计而定义的目标函数f→min，即f的值成为最小值。作为最优选的曲率求出f→min时的衬垫56的各区域A1～An的曲率。

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f→min、即f的值成为最小值，意味着刮片胶条55的接触压力Fyij在拂拭范围B整体最均匀化，基于该运算结果弯曲并制作衬垫56，由此可靠地提高刮水片53的拂拭范围B整体的拂拭性。

在此，上述各公式的Fy0为基准值，通常使用刮片胶条55的接触压力Fyij的平均值或设计值Fy/nz(由刮水片53的长度方向(z方向)的分割数nz除该刮水片53从刮水器臂52接受的按压力Fy而得到的值)。并且，在“公式1”中，求出累计了离散化的各位置Pij的接触压力Fyij和常数Fy0的差的绝对值而得到的值。另一方面，在“公式2”中，求出累计了离散化的各位置Pij的接触压力Fyij和常数Fy0的差的平方的值而得到的值。

顺便而言，w(Fyij)是加权函数，通常设为w(Fyij)＝1，但也可根据情况进行变更。例如，如图3所示，刮片胶条55的接触压力Fyij达到规定值C以下而不足时，也可该接触压力Fyij越小，就越将加权函数w(Fyij)设定为大于1的数。于是，刮片胶条55的接触压力Fyij不足的部分较大地反映为衬垫56的曲率设定，所以能够有效地提高该胶条55的接触压力Fyij不足的部分。

再有，这种衬垫56的各区域A1～An的曲率的设定在本实施方式中未图示，使用个人计算机进行。即，计算机中储存有上述“公式1”或“公式2”等的运算软件，由键盘等输入上述各条件，由此分别求出衬垫56的各区域A1～An的曲率。

接着，使用如图4(a)、(b)所示的刮水片53a、53b具体地进行说明。再有，这些刮水片53a、53b使用的杠杆组件54分别由一个第一级杠杆57和两个第二级杠杆58构成。是在第二级杠杆58的两端部的四个部位设置用于保持具有衬垫56a、56b的刮片胶条55的保持爪60、即所谓四点支撑的杠杆组件54。

再有，刮水片53a、53b、即刮片胶条55及衬垫56的长度方向的长度L设为550[mm]，在图4(a)所示的杠杆组件54中，各保持爪60间为170[mm]。即，从两端的保持爪60突出的刮片胶条55的突出长度为20[mm]。另一方面，在图4(b)所示的杠杆组件54中，各保持爪60间为100[mm]。即，从两端的保持爪60突出的刮片胶条55的突出长度为125[mm]。

另外，如图5所示，衬垫56的弯曲刚度EI为4.4×10^-2[Nm²]，施加于刮水片53a、53b的来自刮水器臂的按压力Fy为9.2[N]，衬垫56的长度方向的分割区域数n为11、即50[mm]的间隔，假想地分割为11个区域A1～A11。

另外，刮水片53a、53b的长度方向(z方向)的分割数nx为110、即5[mm]的间隔，该刮片53a、53b的拂拭方向(x方向)的分割数nz为172。这是由于，刮水片53a、53b的拂拭范围B为86。的范围，该刮片53a、53b的摆动角度设为1°节距的往复量，所以分割数nz为86×2＝172。并且，获得这样离散化的各位置Pij的座标数据(三维位置数据)。

并且，基于这些数据使用上述的“公式1”或“公式2”，并通过变更衬垫56的各区域A1～A11的曲率(曲率半径)使各位置Pij的刮片胶条55的接触压力Fyij变化，使f→min、即f的值达到最小值。

其结果是，在图4(a)的刮水片53a中，f→min时的衬垫56a的各区域A1～A11的曲率如图6所示。即，衬垫56a的各区域A1～A11的曲率从刮水片53a的后端朝向前端依次(从图1的左面朝向右面依次)，在区域A1为直线(绝对值为10000[mm]以上视为直线)、在区域A2为1022.41[mm]、…、在区域A11为-8000.84[mm]。再有，该情况下，若曲率为正数，则弯曲衬垫56a使其在玻璃面50a侧成为凸形，若曲率为负数，则弯曲衬垫56a使其在玻璃面50a相反侧成为凸形。

因此，该衬垫56a如图7(a)所示，整体地弯曲为在玻璃面50a侧成为凸形，中央部的弯曲程度大于两端部。并且，基于该运算结果弯曲并制作衬垫56a，由此该结构的刮水片53a的拂拭范围B整体的拂拭性可靠地提高。

另外，在图4(b)的刮水片53b中，f→min时的衬垫56b的各区域A1～A11的曲率(曲率半径)从刮水片53b的后端朝向前端依次，在区域A1为-2189.41[mm]、在区域A2为-839.23[mm]、…、在区域A11为-2230.43[mm]。

因此，该衬垫56b如图7(b)所示，整体地弯曲为在玻璃面50a相反侧成为凸形，中央部的弯曲程度大于两端部。并且，基于该运算结果弯曲并制作衬垫56b，由此该结构的刮水片53b的拂拭范围B整体的拂拭性可靠地提高。

接着，记载本实施方式的特征的作用效果。

(1)在本实施方式中，首先，将衬垫56(56a、56b)在其长度方向上假想分割为多个区域A1～An(A1～A11)。接着，将作为拂拭面的玻璃面50a的刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B在该刮水片53(53a、53b)的拂拭方向(x方向)及该刮水片53(53a、53b)的长度方向(z方向)上离散化。接着，按衬垫56(56a、56b)的假想分割的区域A1～An(A1～A11)设定曲率使得该离散化的各位置Pij的刮片胶条55的接触压力Fyij的变动差的合计(本实施方式中为接触压力Fyij和基准值Fy0的差的绝对值的合计、或接触压力Fyij和基准值Fy0的差的平方的值的合计)成为最小。因此，若遵循该设定方法制作衬垫56(56a、56b)，则安装有该衬垫56(56a、56b)的刮片胶条55的接触压力Fyij的变动差的合计最小，该接触压力Fyij在拂拭范围B整体最均匀化，所以能够可靠地提高刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B整体的拂拭性。另外，若使用该设定方法，则即使不是熟练的技术者，也能够根据运算容易地提高刮水片53(53a、53b)的拂拭性。

(2)在本实施方式中，只进行衬垫56(56a、56b)的各区域A1～An(A1～A11)的曲率的设定，就可提高刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B整体的拂拭性，所以即使稍许变更杠杆组件54的结构，也能够提高拂拭范围B整体的拂拭性。即，能够提高杠杆组件54的结构的自由度。因此，根据情况可减少作为杠杆组件54的构成部件的第二级杠杆58或轭59的使用数目，由此可削减杠杆组件54的部件个数。

(3)在本实施方式中，接触压力Fyij的变动差的合计设为接触压力Fyij和基准值Fy0的差的绝对值的合计(上述公式1)、或接触压力Fyij和基准值Fy0的差的平方的值的合计(上述公式2)。因此，可不需要复杂的运算，容易地求出该变动差及合计。

(4)在上述“公式1”及“公式2”中具有对接触压力Fyij赋予权重的加权函数w(Fyij)。因此，由于可对接触压力Fyij进行加权，所以可将接触压力Fyij的变动差较大的部分(例如，较大地不足的部分等)较大地反映为衬垫56的曲率设定，由此能够有效地提高该部分的拂拭性。

(5)在本实施方式中，接触压力Fyij的变动差的合计设为刮水片53(53a、53b)的拂拭方向的往复量的合计。在刮水片53(53a、53b)的拂拭动作的往动作和复动作中，还存在刮片胶条55的接触压力Fyij因刮片胶条55对玻璃面50a的接触角度(附加角度(attach angle))不同而稍许不同的部分。因此，若设接触压力Fyij的变动差的合计为往复量，则可更加可靠地提高刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B整体的拂拭性。

(6)在本实施方式中，刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B的离散化，在刮水片53(53a、53b)的拂拭方向及刮水片的长度方向上设为等间隔。因此，可容易地进行该离散化，不会使运算复杂化。

(7)在本实施方式中，衬垫56(56a、56b)的假想分割在长度方向上设为等间隔。因此，可容易地进行衬垫56(56a、56b)的各区域A1～An(A1～A11)的曲率的设定，而且衬垫56(56a、56b)的制作也可容易地进行。

再有，本发明的实施方式也可如下变更。

在上述实施方式中，对使用竞争式的杠杆组件54而构成的刮水片53(53a、53b)进行了说明，但该杠杆组件54的结构、例如第二级杠杆58或轭59的数目或形状并不限定于此，也可进行适当变更。另外，也可为不使用杠杆组件54而构成的如图10及图11所示的刮水片62。

图10及图11所示的方式的车辆用刮水器61由刮水器臂52和刮水片62构成。刮水片62具有以与刮片胶条55的长度方向长度大致相同的长度呈两股状的衬垫63。衬垫63由具有弹性的金属板材构成，且构成为在板厚方向上具有弹性。两股状的衬垫63从长度方向插入安装到刮片胶条55的安装槽55b。另外，在衬垫63的长度方向中央部分一体地形成或一体地组装有用于与刮水器臂52直接连结(不使用上述杠杆组件54而连结)的连结部63a。在该连结部63a附近的衬垫63上安装覆盖该连结部63a的周围的树脂制的中心罩64。另外，在中心罩64的两侧，分别在各自衬垫63的刮片胶条55相反侧安装橡胶罩65。橡胶罩65延伸至衬垫63的端部，在该橡胶罩65上一体地形成有防止刮水片62从玻璃面50a浮起的叶片65a。在橡胶罩65及衬垫63的两端部安装树脂制的端部罩66。在这种结构的刮水片62中，也可与上述实施方式相同地，对该衬垫63应用按区域A1～An设定曲率(曲率半径)的设定方法。再有，刮水片62的结构并不限定于此，可适当变更。

在上述实施方式中，按区域A1～An变更了衬垫56(56a、56b)的曲率，但也可按区域A1～An变更衬垫56(56a、56b)的宽度或板厚从而变更刚性。另外，也可一同变更衬垫56(56a、56b)的曲率及刚性。这样也具有与上述实施方式相同的效果。

在上述实施方式中，接触压力Fyij的变动差的合计设为接触压力Fyij和基准值Fy0的差的绝对值的合计、或接触压力Fyij和基准值Fy0的差的平方的值的合计，但除此以外也可求出接触压力Fyij的变动差的合计。

在上述实施方式中，接触压力Fyij的变动差的合计设为刮水片53(53a、53b)的拂拭方向的往复量的合计，但也可为往动作或复动作中的任一方的动作的合计。

在上述实施方式中，刮水片53(53a、53b)的拂拭范围B的离散化，在刮水片53(53a、53b)的拂拭方向及刮水片的长度方向上设为等间隔，但也可设拂拭方向及长度方向中的至少一方为不等间隔。

在上述实施方式中，衬垫56(56a、56b)的假想分割在长度方向上设为等间隔，但也可为不等间隔。

在上述实施方式中，使用了一对衬垫56，但也可为一体。

在上述实施方式中，对拂拭前玻璃50的玻璃面50a的车辆用刮水器51进行了说明，但也可为车辆以外。另外，也可为拂拭玻璃面50a以外的拂拭面的刮水器。

如以上详述，根据本发明，可提供能够一种容易且可靠地提高拂拭面的拂拭范围整体的拂拭性的刮水片的分布压力设定方法、及刮水片。