JP6169866B2 - ウエザーストリップ - Google Patents

Description

本発明は、自動車に装着されるウエザーストリップに関し、とりわけ樹脂製の芯材を埋設したウエザーストリップに関する。

従来、周知のように、自動車に装着されるウエザーストリップには金属製の芯材に代えて樹脂製の芯材を埋設したものが採用されている。そして、その芯材となる樹脂材料にタルクあるいはガラス繊維フィラー等の補強材を含有させたものが例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載のウエザーストリップは、断面略Ｕ字状の取付基部にこの取付基部と相似形をなす樹脂製の芯材を埋設している。そして、上記取付基部のＵ字状空間で車体側のフランジ部を受容するように嵌合保持させることで、上記ウエザーストリップは車体側に装着されることとなる。

特開２００４−１４９１０２号公報

しかしながら、樹脂製の芯材を採用した従来のウエザーストリップにあっては、芯材そのものが単一樹脂材料にて形成されているため、例えば車体側ドア開口部に装着されるボディサイドウエザーストリップのように、取付基部におけるＵ字状断面形状の開放側を曲率中心から遠い外側とし底壁部側を内側として屈曲させて相手側フランジ部に追従させる場合には、金属製の芯材を採用したものと比べて上記Ｕ字状断面形状の開放側でのいわゆる口開き現象が顕著となり、相手側フランジ部に対する保持性が必ずしも十分ではない。

また、上記特許文献１に開示されているように、芯材となる樹脂材料にタルクあるいはガラス繊維フィラー等の補強材を含有させて芯材全体の剛性を高くした場合、相手側フランジ部に対する追従性の悪化が懸念されるほか、芯材そのものの重量軽減効果が半減してしまうこととなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたもので、とりわけ樹脂製芯材の採用を前提として、保持性の向上と軽量化を図ったウエザーストリップを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、互いに対向する一対の側壁部とこれらの側壁部同士を接続している底壁部とで断面略Ｕ字状に形成された取付基部と、この取付基部の一部に一体に形成されたシール部と、を備え、上記取付基部に当該取付基部と相似形をなす樹脂製の芯材を埋設してあるウエザーストリップである。その上で、上記芯材は、長手方向に所定のピッチで並設した断面略Ｕ字状をなす細片状の多数の骨片同士を、当該骨片の底壁部相当部同士の間に介在する連結部にて相互に連結してあり、上記それぞれの骨片における側壁部相当部と底壁部相当部とのなすコーナー部を、当該骨片のコーナー部を除いた芯材の他の部分に比べて剛性の高い高剛性樹脂材料で形成してあることを特徴とする。

この場合において、相手側フランジ部に対する追従性を向上させる上では、請求項２に記載のように、上記芯材の底壁部相当部における幅方向の中央部を、当該幅方向の中央部と上記骨片のコーナー部とを除いた芯材の他の部分に比べて剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してあることが望ましい。

上記芯材のさらなる具体的構成としては、請求項３に記載のように、上記それぞれの骨片における底壁部相当部の幅方向中央部および上記連結部の幅方向中央部を、当該双方の幅方向中央部と上記骨片のコーナー部とを除いた芯材の他の部分に比べて剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してあることが望ましい。

さらに、芯材そのものの軽量化を図る上では、請求項７に記載のように、芯材のうち骨片のコーナー部を除いた他の部分を発泡樹脂材料で形成してあることが望ましい。

したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、芯材のそれぞれの骨片における側壁部相当部と底壁部相当部とのなすコーナー部を、当該骨片のコーナー部を除いた芯材の他の部分に比べて剛性の高い高剛性樹脂材料で形成してあるため、例えば取付基部におけるＵ字状断面形状の開放側を曲率中心から遠い外側とし底壁部側を内側として屈曲させて相手側フランジ部に追従させるような場合に、取付基部の開放側がいわゆる口開きしようとしても、相対的に剛性が高く設定されている芯材のコーナー部が上記口開き現象に対して十分に対抗することができる。

請求項１に記載の発明によれば、芯材におけるそれぞれの骨片のコーナー部が相対的に剛性が高い高剛性樹脂材料にて形成されているため、ウエザーストリップを屈曲させて相手側部材に追従させようとする場合に、取付基部の開放側が口開きしようとしても、相対的に剛性が高いコーナー部が当該口開き現象に十分に対抗することができる。そのため、樹脂製芯材本来の軽量化を図ることができることはもちろんのこと、取付基部での口開き現象を抑制して、相手側部材に対するウエザーストリップの保持性が向上する。

また、請求項７に記載の発明によれば、芯材のうち骨片のコーナー部を除いた他の部分を発泡樹脂材料で形成してあるため、芯材の軽量化を図る上で一段と有利となる。

本発明に係るウエザーストリップの第１の実施の形態を示す図であって、ボディサイドウエザーストリップの概略説明図。 図１に示したボディサイドウエザーストリップのＡ−Ａ線またはＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。 図２に示した芯材単独の斜視図。 図３に示した芯材のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図。 図３に示した芯材のスリット加工工程を示す図。 本発明に係るウエザーストリップの第２の実施の形態を示す図であって、第１の実施の形態における図４に相当する図。 図６に示したウエザーストリップの変形例を示す要部拡大図。

図１〜４は本発明に係るウエザーストリップの具体的な第１の実施の形態を示す図であり、図１は自動車の前後のサイドドア開口部の周縁に装着されるボディサイドウエザーストリップ（以下単にウエザーストリップと称する）の概略図を示し、図２は図１におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う自由状態での拡大断面図を示している。また、図３は図２の芯材単独での斜視図を示していて、図４は図３の芯材のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図を示している。

図１に示すように、例えば図示外の自動車のサイドドアによって開閉される前後の車体側ドア開口部の開口縁には、図２に示す車体パネル１に形成されたフランジ部２が閉ループ状に存在していて、このフランジ部２を嵌合保持部するかたちで同じく閉ループ状にウエザーストリップ３が装着される。

図２に示すように、ウエザーストリップ３は、断面略Ｕ字状の取付基部４と、この取付基部４のうち後述する一方の側壁部９ａに一体に形成されてドアパネル７と弾接することになるシール部としての中空シールリップ５と、をもって大略構成されている。

取付基部４は、互いに対向する一対の側壁部９ａ，９ｂ同士をそれらの間に介在する底壁部１０をもって相互に接続することにより、底壁部１０と正対する位置を開口部４ａとして、全体として断面略Ｕ字状に形成されているもので、取付基部４には当該取付基部４と略相似形をなす樹脂製の芯材１２が埋設されている。

側壁部９ｂは車体取付時に車室内側に位置し、その内壁面には反対側の側壁部９ａに向かって保持リップ２０が斜めに突出形成されているとともに、反対側の側壁部９ａ、すなわち車体取付時に車室外側に位置することになる側壁部９ａの内壁面には二段にわたって保持ビード１９ａ，１９ｂが突出形成されている。これらの保持リップ２０および保持ビード１９ａ，１９ｂは、ウエザーストリップ３の車体装着時に一対の側壁部９ａ，９ｂ同士による挟持力を受けてフランジ部２に圧接し、これをもってウエザーストリップ３はフランジ部２に嵌合保持される。なお、側壁部９ｂと底壁部１０とのなす外側コーナー部からは、内装材たるトリム８の端末部を隠蔽するカバーリップ６が車室内側に向けて突出形成されている。

また、側壁部９ａの外側面には、当該側壁部９ａを共有するかたちで中空シールリップ５が一体に形成されている。

ここで、取付基部４は例えばポリプロピレンやポリエチレン等をその主原料とする硬質のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ，ＴＰＯ）により形成されていて、中空シールリップ５は上記ポリプロピレンやポリエチレン等をその主原料とする軟質のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ，ＴＰＯ）により形成されている。これにより、中空シールリップ５は本来の機能に基づいた撓み変形容易性、反復復元性およびシール性が確保されている一方、取付基部４はフランジ部２に嵌合保持される観点から所定の剛性が確保される。

なお、取付基部４および中空シールリップ５の材質は上記のものに限定されず、例えばＥＰＤＭ等のオレフィン系のゴム系材料を採用することもでき、この場合には取付基部４にその比重を例えば１．２〜１．４としたソリッドのゴム系材料を採用する一方で、中空シールリップ５にその比重を例えば０．４〜０．６とした発泡性のゴム系材料を採用することが上記中空シールリップ５と取付基部４の機能を確保する上で望ましい。

そして、取付基部４に埋設されている芯材１２は後述するように硬質のオレフィン系熱可塑性樹脂であるポリプロピレンをその主要な原材料として形成されている。

このため、ウエザーストリップ３はその構成要素全てがオレフィン系樹脂を主原料として形成されていて、そのリサイクル性が良好なものとなっている。

図３は芯材１２の詳細を示す斜視図であって、図４はそのＣ−Ｃ線に沿った断面拡大図である。

これらの図３，４に示すように、芯材１２は略Ｕ字状で細片状の多数の骨片１３と、これらの骨片１３，１３・・同士を相互に連結する板状の連結部１４とから構成されている。

骨片１３は、その一つ一つが互いに対向する一対の脚部１５ａ，１５ｂと、これらの脚部１５ａ，１５ｂ同士を接続する底部１６と、によってＵ字状に形成されるとともに、長手方向に一定の間隔を空けて所定のピッチで並設されていて、骨片１３と同じ厚みの連結部１４がこれらの骨片１３における底部１６同士の略中央に位置していることにより、上記骨片１３，１３‥同士が連結部１４にて相互に連結している。なお、脚部１５ａ，１５ｂはそれぞれ特許請求の範囲の記載における側壁部相当部に該当し、底部１６は底壁部相当部に該当する。

ここで、芯材１２全体は、先に述べたように、例えば硬質の熱可塑性樹脂であるポリプロピレンをマトリックス樹脂としてこれに補強材としてタルクを所定の割合で含有させた樹脂材料で形成されたものであるが、骨片１３のうち、一対の脚部１５ａ，１５ｂと底部１６とのなすそれぞれのコーナー部１８ａ，１８ｂは、上記ポリプロピレンに上記補強材としてタルクを多く含有させた高剛性樹脂材料によって形成されている。言い換えるならば、芯材１２において、それぞれの骨片１３のコーナー部１８ａ，１８ｂのみが高剛性樹脂材料で形成されていて、骨片１３のうちコーナー部１８ａ，１８ｂを除いた一般部や連結部１４は、上記高剛性樹脂材料より補強材の含有量が少ない樹脂材料により形成されている。

そして、上記コーナー部１８ａ，１８ｂを形成している高剛性樹脂材料の曲げ弾性率は５，０００〜７，０００ＭＰａの範囲に設定してある。その一方で、上記芯材１２のうちコーナー部１８ａ，１８ｂ以外の一般部を形成している樹脂材料の曲げ弾性率は２，０００〜４，０００ＭＰａの範囲に設定してある。これらの曲げ弾性率の数値は、旧ＪＩＳ Ｋ ７２０３（１９８２）に準拠している（以下、同じ）。

また、上記芯材１２のうちコーナー部１８ａ，１８ｂ以外の部分を形成する樹脂材料として、例えば発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を用いることにより、コーナー部１８ａ，１８ｂの剛性を損なうことなく芯材１２のさらなる軽量化を図る上で有利となる。さらに、本実施の形態においては、上記のように芯材のマトリックス樹脂として硬質のオレフィン系熱可塑性樹脂であるポリプロピレンを採用しているが、これに代えて例えば同系のポリエチレン等を用いることもできる。さらにまた、補強材として上記タルクに代えてガラス繊維フィラー等を用いることもできる。

上記芯材１２を成形するには、例えば図５に示すように、コーナー部１８ａ，１８ｂとなる硬質樹脂材料と、芯材１２のうちコーナー部１８ａ，１８ｂ以外の一般部となる樹脂材料とを使い分けるいわゆる二重押出成形法により、長手方向で均一断面形状のものとして図５の中間素材１２Ａを押出成形して固化させる。その後、後工程において、この中間素材１２Ａに対し例えば回転する一対の円盤状のスリッターＳ１，Ｓ２を中間素材１２Ａの長手方向と直交する方向に相対移動させ、連結部１４を残しつつスリット１７（切り込み）を形成するためのスリット加工を施すことにより、図３のような略Ｕ字状の芯材１２が成形される。

さらに、こうして成形された芯材１２を図２のウエザーストリップ３を押出成形するための図示外の押出機の口金に挿入し、この芯材１２を送り出しながら、その芯材１２の周りに取付基部４や中空シールリップ５となる材料を二重押出成形法のもとで押出成形することにより、図２の断面形状を有するウエザーストリップ３が成形されることになる。

したがって、このように構成されたウエザーストリップ３は、先に述べたように、図２の取付基部４における双方の側壁部９ａ，９ｂ同士の間にフランジ部２を挟持することで、車体パネル１側に嵌合保持されることとなる。

具体的には、ウエザーストリップ３は、図１に示したように車体側のドア開口部におけるフランジ部２の閉ループ形状に合わせて予め閉ループ状のものとして形成されているので、図２の取付基部４の開口部４ａ側を外側とし且つ底壁部１０側を内側としてウエザーストリップ３を適宜屈曲させて、相手側のフランジ部２の曲率に追従させながら当該フランジ部２に押し込むことで装着することになる。

この場合において、例えば図１に示すように特に曲率の度合いが大きい（曲率半径が小さい）コーナー部Ｑ１等においては、ウエザーストリップ３を折り曲げながら相手側のフランジ部２に追従させる過程で、ウエザーストリップ３の開口部４ａにおける開口幅が自由状態の時に比べていわゆる口開き気味となって、当該部分では相手側のフランジ部２に対する嵌合保持力が低下し易い傾向となることは、先に述べたとおりである。

しかしながら、当該第１の実施の形態によれば、先に述べたようにウエザーストリップ３の取付基部４に樹脂製の芯材１２を埋設してあり、しかもその芯材１２のうちでもそれぞれの骨片１３における一対の脚部１５ａ，１５ｂの曲げの起点となるコーナー部１８ａ，１８ｂを高剛性樹脂材料で形成してあるため、先に述べたようなウエザーストリップ３の開口部４ａにおける口開き現象に対抗することができ、その口開きの度合いを抑制することができる。

その結果として、本実施の形態におけるウエザーストリップ３によれば、樹脂製の芯材１２を採用して軽量化を図っている上に、従来の技術のような口開き現象を抑制して、相手側のフランジ部２に対するウエザーストリップ３の嵌合保持力ひいては保持性の向上を図ることができる。

また、先に述べたように、芯材１２において、タルク等の補強材を多く含んだ高剛性樹脂材料は上記コーナー部１８ａ，１８ｂのみに用いているため、芯材１２の大幅な重量増加をもたらすこともない。

その上、芯材１２のうちそれぞれの骨片１３の底部１６と連結部１４には高剛性樹脂材料が採用されていないので、例えば図２のウエザーストリップ３を、その取付基部４の開口部４ａ側を外側とし且つ底壁部１０側を内側として屈曲させて相手側のフランジ部２に装着する際に、その屈曲容易性または湾曲容易性が阻害されることもない。

図６は本発明に係るウエザーストリップの具体的な第２の実施の形態を示し、第１の実施の形態における図４と同様に芯材１２単独での断面図を示している。なお、図６では、第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。

図６に示す第２の実施の形態においては、芯材１２のそれぞれの骨片１３における底部１６の幅方向中央部と、それら骨片１３同士を芯材１２の長手方向で相互に連結している連結部２４の幅方向中央部とをボトムセンタ部２４ａとし、このボトムセンタ部２４ａを、芯材１２のうち当該ボトムセンタ部２４ａやコーナー部１８ａ，１８ｂを除いた一般部よりも剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してある点で図４に示した第１の実施の形態のものと異なっている。

このボトムセンタ部２４ａは、それぞれの骨片１３および連結部２４に跨るかたちで、芯材１２の長手方向で連続しつつ当該長手方向に縦断するように延在している。そして、ボトムセンタ部２４ａは、それぞれの骨片１３における底部１６および連結部２４の厚みの半分程度の厚みを有していて、それぞれの骨片１３における底部１６および連結部２４の外表面側に面一状態をなして露出している。

その上で、このボトムセンタ部２４ａは、先に述べたように、芯材１２のうち当該ボトムセンタ部２４ａやコーナー部１８ａ，１８ｂを除いた一般部よりも剛性の低い低剛性樹脂材料、ここでは硬質のオレフィン系熱可塑性樹脂であるポリプロピレンにより形成されていて、その曲げ弾性率は１０００〜１９００ＭＰａの範囲に設定してある。

ここで、上記ボトムセンタ部２４ａの材質としては上記ポリプロピレンに限定されず、同じオレフィン系熱可塑性樹脂であるポリエチレン等を用いることができるほか、要求される曲げ弾性率等によっては、先の第１の実施の形態と同様にタルク等の補強材を含有させることもできる。また、芯材１２のうちコーナー部１８ａ，１８ｂを除いた一般部とともに、上記ボトムセンタ部２４ａを発泡樹脂材料で形成することも可能であり、この場合には軽量化の上で好ましいものとなる。

したがって、この第２の実施の形態によれば、ボトムセンタ部２４ａを、当該ボトムセンタ部２４ａや双方のコーナー部１８ａ，１８ｂを除いた芯材１２の一般部に比べて剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してあるために、特にそれぞれの骨片１３の底部１６や連結部２４の屈曲容易性または湾曲容易性を確保することができる。そのため、先の第１の実施の形態のものと比べ、ウエザーストリップ３における取付基部４の開口部４ａ側を外側とし且つ底壁部１０側を内側としてウエザーストリップ３を屈曲させることが一段と容易となり、相手側のフランジ部２の曲率に忠実に追従させることが可能となる。

図７は図６に示した第２の実施の形態の変形例を示していて、図６のものと共通する部分には同一符号を付してある。

この変形例では、図６と図７を比較すると明らかなように、図７のボトムセンタ部２４ａは、それぞれの骨片１３の底部１６および連結部２４の外表面に露出しておらず、当該底部１６および連結部２４の内部に完全に埋設されている点で図６のものと異なっている。

この変形例においても、図６に示した第２の実施の形態のものと同様の効果が得られることは言うまでもない。

３…ウエザーストリップ
４…取付基部
５…中空シールリップ（シール部）
９ａ…側壁部
９ｂ…側壁部
１０…底壁部
１２…芯材
１３…骨片
１４…連結部
１５ａ…脚部（側壁部相当部）
１５ｂ…脚部（側壁部相当部）
１６…底部（底壁部相当部）
１８ａ…コーナー部
１８ｂ…コーナー部
２４…連結部

Claims (7)

1. 互いに対向する一対の側壁部とこれらの側壁部同士を接続している底壁部とで断面略Ｕ字状に形成された取付基部と、この取付基部の一部に一体に形成されたシール部と、を備え、
   上記取付基部に当該取付基部と相似形をなす樹脂製の芯材を埋設してあるウエザーストリップであって、
   上記芯材は、長手方向に所定のピッチで並設した断面略Ｕ字状をなす細片状の多数の骨片同士を、当該骨片の底壁部相当部同士の間に介在する連結部にて相互に連結してあり、
   上記それぞれの骨片における側壁部相当部と底壁部相当部とのなすコーナー部を、当該骨片のコーナー部を除いた芯材の他の部分に比べて剛性の高い高剛性樹脂材料で形成してあることを特徴とするウエザーストリップ。
2. 上記芯材の底壁部相当部における幅方向の中央部を、当該幅方向の中央部と上記骨片のコーナー部とを除いた芯材の他の部分に比べて剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してあることを特徴とする請求項１に記載のウエザーストリップ。
3. 上記それぞれの骨片における底壁部相当部の幅方向中央部および上記連結部の幅方向中央部を、当該双方の幅方向中央部と上記骨片のコーナー部とを除いた芯材の他の部分に比べて剛性の低い低剛性樹脂材料で形成してあることを特徴とする請求項２に記載のウエザーストリップ。
4. 上記高剛性樹脂材料の曲げ弾性率が５，０００〜７，０００ＭＰａであることを特徴とする請求項３に記載のウエザーストリップ。
5. 上記低剛性樹脂材料の曲げ弾性率が１，０００〜１，９００ＭＰａであることを特徴とする請求項４に記載のウエザーストリップ。
6. 上記双方の幅方向中央部と上記骨片のコーナー部とを除いた芯材の他の部分の曲げ弾性率が２，０００〜４，０００ＭＰａであることを特徴とする請求項５に記載のウエザーストリップ。
7. 上記芯材は骨片のコーナー部を除いた他の部分を発泡樹脂材料で形成してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のウエザーストリップ。

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