JP7709864B2 - 自動車用ドアのホールシール材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ドアのインナーパネルの開口部をシールするホールシール材及びその製造方法に関する。

自動車用ドアのインナーパネルとアウターパネルとの間の空間には、スピーカ装置やドアロック装置等の各種部品が設けられ、これらの各種部品の取り付け作業用にインナーパネルには開口部が形成されている。そして、この開口部は、特許文献１、２のようなホールシール材を用いて閉塞されている。

特許文献１、２の構造では、発泡材で形成されたシート状のシール本体と、シール本体に積層して固着された合成樹脂フィルムでホールシール材が構成され、インナーパネルの開口部の周縁部に合成樹脂フィルムの周縁部をブチルシール剤で接着して、ホールシール材で開口部が閉塞されている。

特開２０１８－２０９４号公報 特開２０１８－５８４０２号公報

ところで、インナーパネルの開口部をシールするドアホールシール構造としては、特許文献１、２の構造の他に、図６に示すように、発泡樹脂から構成される発泡本体部１０２と、主に未発泡樹脂で構成される外周リップ部１０３との同一成形材であるホールシール材１０１を形成し、インナーパネル２０１の開口部２０２を閉塞するようにホールシール材１０１を配置し、ホールシール材１０１の外周リップ部１０３の先端部１０４をインナーパネル２０１の開口部２０２の外周部２０３に弾性付勢で押し当てるようにして、シール性を確保する構造が考えられる。

このようなホールシール材１０１は、図７（ａ）に示すように、固定金型３０１、３０２と可動金型３０３とで区画して形成されるキャビティ３００に発泡性溶融樹脂を充填し、可動金型３０３を図示太線矢印の方向にコアバックして形成することが可能である。

しかしながら、コアバックで形成されるホールシール材１０１では、可動金型３０３のコアバックの際に、可動金型３０３と固定金型３０２のいずれとも接触しない非接触領域１０５が発生する。コアバックの発泡樹脂成形では金型に接触している領域の樹脂は金型との接触によって冷やされるのに対し、非接触領域１０５の樹脂は冷却が進まずに高温状態が維持される。そのため、コアバックで成形したホールシール材１０１を自然冷却すると、図７（ｂ）の二点鎖線に示すように、非接触領域１０５の熱収縮によって外周リップ部１０３が意図した形状よりも大きく反り返るように変形してしまう。

このように大きく熱変形したホールシール材１０１では、外周リップ部１０３の先端部１０４をインナーパネル２０１の外周部２０３に弾性付勢で押し当ててシール性を確保することは困難となるため、熱収縮によって外周リップ部が変形することを極力抑制することができるホールシール材が望まれる。また、例えば発泡樹脂部でドーナツ状に周囲を囲まれた領域にホールシール材の取付箇所等の未発泡樹脂部を形成する場合にも、上記と同様の非接触領域の発生、熱収縮による意図しない形状への変形が発生するため、このような変形を防止することも望まれる。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、未発泡樹脂と発泡樹脂との境界において、熱収縮による意図しない形状の変形が発生することを極力抑制することができるホールシール材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の自動車用ドアのホールシール材は、発泡樹脂部と未発泡樹脂部との同一成形材であり、前記発泡樹脂部と前記未発泡樹脂部との境界に立壁部が設けられ、前記立壁部の前記未発泡樹脂部側に寄った位置に未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部が形成されることを特徴とする。
これによれば、コアバックの際に金型と非接触となって接触領域よりも高温となる領域を立壁部で遮断し、熱収縮が及ぼす影響を大幅に減少させることができる。従って、未発泡樹脂と発泡樹脂との境界において、熱収縮による意図しない形状の変形が発生することを極力抑制することができ、意図した形状の自動車用ドアのホールシール材を確実に得ることができる。

本発明の自動車用ドアのホールシール材は、発泡樹脂から構成される発泡本体部と、未発泡樹脂で構成される外周リップ部との同一成形材であり、前記外周リップ部の先端部がインナーパネルの開口部の外周部に弾性付勢で押し当てられて当接するように固定される自動車用ドアのホールシール材であって、前記発泡本体部のコアバック痕溝の外側に立壁部が周設され、前記立壁部の外寄りには未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部が形成され、前記未発泡立壁部から外側に突出するように前記外周リップ部が形成されていることを特徴とする。
これによれば、発泡本体部のコアバック痕溝の外側に、外寄りに未発泡立壁部を有する立壁部を周設する構成により、コアバックの際に金型と非接触となって接触領域よりも高温となる領域を立壁部の内側に留めることができ、熱収縮が外周リップ部に及ぼす影響を立壁部で遮断して大幅に減少させることができる。従って、熱収縮によって外周リップ部が変形することを極力抑制する、換言すれば未発泡樹脂と発泡樹脂との境界において、熱収縮による意図しない形状の変形が発生することを極力抑制することができ、外周リップ部をインナーパネルに弾性付勢で確実に押し当てることができるホールシール材とすることができる。また、コアバックで形成される発泡樹脂の領域が外周リップ部の根元付近まで及ぶことを立壁部で防止することができ、外周リップ部に発泡樹脂の部分が形成されて強度が低下することを防止することができる。また、本ホールシール材で構成されるドアホールシール構造では、インナーパネルの開口部の外周部にホールシール材の外周リップ部の先端部を弾性付勢で押し当て、隙間なく常に面圧がかかる状態とすることができ、外部からの振動の加振力を超える圧力で外周リップ部の先端部をインナーパネルの外周部に押し付けて振動を抑え込み、外力に起因する異音（ビビリ音）或いはがたつきの発生を防止できる。更に、インナーパネルの開口部の周辺において接着された合成樹脂フィルムが振動して異音が発生するようなことが無く、ホールシール材に起因する異音の発生も防止できる。更に、このドアホールシール構造では、外周リップ部の先端部をインナーパネルの開口部の外周部に弾性付勢で押し当てて当接状態を維持することにより、ホールシール材の外周部とインナーパネルの開口部の外周部とのシール性、防水性を確保することができる。

本発明の自動車用ドアのホールシール材は、前記外周リップ部が、前記発泡本体部の厚み方向に延びる起立壁と、前記起立壁から前記インナーパネル側に向かって外側に傾斜して形成されたリップ縁と、前記未発泡立壁部と前記起立壁とを断面視略Ｈ形状となるように連結する未発泡樹脂で構成された架橋部とから構成されていることを特徴とする。
これによれば、未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部と起立壁と架橋部で構成される断面視略Ｈ形状により、外周リップ部を含むホールシール材の外周部の強度を高めることができる。更に、この断面視略Ｈ形状により、外周リップ部の弾力性を高め、外周リップ部の先端部がインナーパネルの開口部の外周部に弾性付勢で押し当てられる弾性力、面圧をより高めることができる。従って、本ホールシール材で構成されるドアホールシール構造では、より確実に異音の発生防止、シール性や防水性の確保の効果を得ることができる。

本発明の自動車用ドアのホールシール材の製造方法は、本発明の自動車用ドアのホールシール材を製造する方法であって、前記外周リップ部と、前記立壁部と、前記立壁部で囲まれ且つ前記立壁部の高さより厚みが薄い基板に対応する形状の空洞で構成されるキャビティを、固定金型と可動金型とで区画して形成し、前記立壁部の形状の空洞における前記可動金型の後退する側の面に前記固定金型を配置し、前記立壁部の形状の空洞の内側面に前記可動金型の側面を配置する第１工程と、前記キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する第２工程と、前記可動金型をコアバックして前記発泡性溶融樹脂を発泡させ、前記ホールシール材を形成する第３工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、可動金型をコアバックして発泡性溶融樹脂を発泡させる際に、可動金型に対応して発泡する部分は、外側に位置する立壁部となる樹脂に接触して一体化されながら形成されていく。従って、ホールシール材の可動金型の後退する側の面に形成されるコアバック痕溝に対応する、金型と非接触となって高温となる領域を非常に小さくすることができ、熱収縮が外周リップ部に及ぼす影響をより大きく減少させることができる。また、コアバック痕溝に対応する高温な非接触領域は、内側以外が金型に接触する立壁部に隣接して形成されることから、コアバックの際に非接触領域の冷却を促進することができ、かかる点からも熱収縮が外周リップ部に及ぼす影響をより大きく減少させることができる。

本発明によれば、未発泡樹脂と発泡樹脂との境界において、熱収縮による意図しない形状の変形が発生することを極力抑制することができるホールシール材を得ることができる。

本発明による実施形態のホールシール材を用いたドアホールシール構造を有する自動車用ドアの正面図。 本発明による実施形態のホールシール材を用いたドアホールシール構造の断面図。 （ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は図２のＢ部拡大図。 （ａ）～（ｃ）は実施形態のホールシール材の製造工程を説明する工程説明図。 （ａ）～（ｃ）は図４の（ａ）～（ｃ）にそれぞれ対応する部分拡大図。 比較例のホールシール材の外周リップ部をインナーパネルに押し当てた状態を示す断面説明図。 （ａ）は比較例のホールシール材の製造工程を説明する断面説明図、（ｂ）は比較例のホールシール材における外周リップ部の熱変形を説明する断面説明図。

〔実施形態の自動車用ドアのホールシール材〕
本発明による実施形態の自動車用ドアのホールシール材５は、図１～図３に示すように、自動車用ドア１でアウターパネル２とドアトリム３との間に配置されるインナーパネル４に設けられるドアホールシール構造に用いられる。ホールシール材５は、発泡樹脂から構成される発泡本体部６と、未発泡樹脂で構成される外周リップ部７との同一成形材で構成される。

ホールシール材５の発泡本体部６は、発泡コア層６１と、発泡コア層６１の外側に形成されたスキン層６２とで構成される。また、発泡本体部６の外周には、立壁部６３が形成され、立壁部６３の外寄りは未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部６３１になっている。立壁部６３は、発泡本体部６に設けられた周溝のコアバック痕溝６４の外側に周設されている。

外周リップ部７は、未発泡立壁部６３１から外側に突出するように形成されており、発泡本体部６の厚み方向に延びる起立壁７１と、起立壁７１からインナーパネル４側に向かって外側に傾斜して形成されたリップ縁７２と、未発泡立壁部６３１と起立壁７１とを断面視略Ｈ形状となるように連結する未発泡樹脂で構成された架橋部７３とから構成されている。図示例のリップ縁７２は、起立壁７１の端部から略弧状に湾曲して傾斜するように形成されており、その先端部７２１はホールシール材５の周縁となる位置に配設され、玉縁状に形成されている。また、図示例の架橋部７３は、発泡本体部６の厚み方向における未発泡立壁部６３１の中央よりもインナーパネル４側に寄った位置に形成されて、未発泡立壁部６３１と起立壁７１とに架設されている。

本実施形態における発泡本体部６のインナーパネル４側の面には、略Ｕ字形状に突出する部分で構成される掛止具係合穴６５と、外側に爪を向けて形成されている掛止フック６６がそれぞれ所定の複数個所に設けられ、発泡本体部６のスキン層６２の一部として一体形成されている。掛止具係合穴６５には別部材の掛止具８が挿入されて係着される。

そして、ホールシール材５は、インナーパネル４の開口部４１を閉塞するように配置され、発泡本体部６がインナーパネル４に機械的に固定される。本実施形態では、掛止フック６６がインナーパネル４の開口部４１の周縁４２の内側に引っ掛けられ、掛止具係合穴６５に係着される掛止具８の先端フック８１がインナーパネル４の開口部４１の周縁４２の内側に引っ掛けられて掛止固定されている（図２、図３参照）。即ち、発泡本体部６をインナーパネル４の開口部４１側に引き寄せる力が加わるようにして、発泡本体部６がインナーパネル４の開口部４１の周縁４２に掛止固定されている。

インナーパネル４に掛止固定で機械的に固定されたホールシール材５の外周リップ部７の先端部７２１は、インナーパネル４の開口部４１の外周部４３に弾性付勢で押し当てられ、当接状態が維持される。図示例では、略垂直方向に延びる周縁４２から外側に向かって車室側に略弧状に湾曲するように傾斜して形成されたインナーパネル４の開口部４１の外周部４３に、玉縁状の先端部７２１が弾性付勢で押し当てられて当接状態が維持されている。

本実施形態ドアホールシール構造で用いられるホールシール材５を製造する際には、例えば図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、外周リップ部７と、立壁部６３と、立壁部６３で囲まれ且つ立壁部６３の高さより厚みが薄い基板に対応する形状の空洞で構成されるキャビティ９０を、固定金型９１、９２と可動金型９３とで区画して形成する。発泡性溶融樹脂の成形時には可動金型９３は図４（ａ）の太線二点鎖線矢印の方向に後退するようになっており、立壁部６３の形状の空洞における可動金型９３の後退する側の面９０１には固定金型９２が配置され、立壁部６３の形状の空洞の内側面９０３には可動金型９３の側面が配置される。

次いで、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、図示省略する発泡性溶融樹脂の注入路からキャビティ９０に発泡性溶融樹脂ＭＲを注入し、充填する。この発泡性溶融樹脂には自動車用ドア１のホールシール材５に適用可能な適宜の材料を用いることが可能であり、
例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥ（ポリエチレン）等のオレフィン系樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）やＰＣ（ポリカーボネート）とＡＢＳとの混合樹脂など非晶質樹脂、オレフィン系等の熱可塑エラストマーや、又はＥＰＤＭ（エチレンプロピエンジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等の合成ゴム等を用いると良好である。尚、本実施形態では、掛止具係合穴６５を構成する略Ｕ字形部分の形状に対応する隙間９１１と、掛止フック６６の形状に対応する隙間９１２が固定金型９１に設けられており、隙間９１１、９１２にも発泡性溶融樹脂ＭＲが充填される。掛止具係合穴６５に相当する部位には、固定金型９１内で進退自在或いは固定金型９１に外付けで着脱自在な金属棒材が設置され、発泡性溶融樹脂ＭＲの注入、充填時には金属棒材で塞がれて、掛止具係合穴６５に対応する形状が形成されるようになっている。

その後、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、図示の太線矢印の方向に可動金型９３をコアバックして発泡性溶融樹脂ＭＲを発泡させ、発泡本体部６と外周リップ部７から構成されるホールシール材５が形成される。この際、本実施形態では、形成されたホールシール材５に、掛止具係合穴６５を構成する略Ｕ字形部分と、掛止フック６６も併せて形成される。このように形成されたホールシール材５には、可動金型９３の側面に対応する位置において、発泡本体部６の可動金型９３側の面にコアバック痕溝６４が形成され、その外側に未発泡立壁部６３１を有する立壁部６３と、外周リップ部７が形成される。

本実施形態の自動車用ドア１のホールシール材５によれば、発泡本体部６のコアバック痕溝６４の外側に、外寄りに未発泡立壁部６３１を有する立壁部６３を周設する構成により、コアバックの際に金型と非接触となって接触領域よりも高温となる領域を立壁部６３の内側に留めることができ、熱収縮が外周リップ部７に及ぼす影響を立壁部６３で遮断して大幅に減少させることができる。従って、熱収縮によって外周リップ部７が変形することを極力抑制することができ、外周リップ部７をインナーパネル４に弾性付勢で確実に押し当てることができる。また、コアバックで形成される発泡樹脂の領域が外周リップ部７の根元付近まで及ぶことを立壁部６３で防止することができ、外周リップ部７に発泡樹脂の部分が形成されて強度が低下することを防止することができる。

また、ホールシール材５で構成されるドアホールシール構造では、インナーパネル４の開口部４１の外周部４３にホールシール材５の外周リップ部７の先端部７２１を弾性付勢で押し当て、隙間なく常に面圧がかかる状態とすることができ、外部からの振動の加振力を超える圧力で外周リップ部７の先端部７２１をインナーパネル４の外周部４３に押し付けて振動を抑え込み、外力に起因する異音（ビビリ音）或いはがたつきの発生を防止できる。更に、インナーパネル４の開口部４１の周辺において接着された合成樹脂フィルムが振動して異音が発生するようなことが無く、ホールシール材５に起因する異音の発生も防止できる。更に、このドアホールシール構造では、外周リップ部７の先端部７２１をインナーパネル４の開口部４１の外周部４３に弾性付勢で押し当てて当接状態を維持することにより、ホールシール材５の外周部とインナーパネル４の開口部４１の外周部４３とのシール性、防水性を確保することができる。

また、未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部６３１と起立壁７１と架橋部７３で構成される断面視略Ｈ形状により、外周リップ部７或いはホールシール材５の外周部の強度を高めることができる。更に、この断面視略Ｈ形状により、外周リップ部７の弾力性を高め、外周リップ部７の先端部７２１がインナーパネル４の開口部４１の外周部４３に弾性付勢で押し当てられる弾性力、面圧をより高めることができる。従って、ホールシール材５で構成されるドアホールシール構造では、より確実に異音の発生防止、シール性や防水性の確保の効果を得ることができる。

また、上記実施形態のホールシール材５を製造する方法によれば、可動金型９３をコアバックして発泡性溶融樹脂ＭＲを発泡させる際に、可動金型９３に対応して発泡する部分は、外側に位置する立壁部６３となる樹脂に接触して一体化されながら形成されていく。従って、ホールシール材５の可動金型９３の後退する側の面に形成されるコアバック痕溝６４に対応する、金型と非接触となって高温となる領域を非常に小さくすることができ、熱収縮が外周リップ部７に及ぼす影響をより大きく減少させることができる。また、コアバック痕溝６４に対応する高温な非接触領域は、内側以外が金型に接触する立壁部６３に隣接して形成されることから、コアバックの際に非接触領域の冷却を促進することができ、そのような点からも熱収縮が外周リップ部７に及ぼす影響をより大きく減少させることができる。

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記変形例や追記した内容も含まれる。

例えば上記実施形態のホールシール材５によるドアホールシール構造では、発泡本体部６をインナーパネル４に掛止固定する構成としたが、本発明のホールシール材５を用いてドアホールシール構造を構成する際のホールシール材５の固定には、本発明の趣旨の範囲内で適宜の固定する構造を用いることが可能である。特に、掛止固定、ボルト締め、ねじ止め、カシメ固定、圧入固定等の力学的作用による固定、換言すれば機械的な固定を用いると良好であるが、例えば本発明におけるホールシール材の発泡本体部のインナーパネル側に部分的な突出部を設け、この突出部をインナーパネルの開口部の周縁に接着等で化学的に固定することも可能である。

また、上記実施形態における外周リップ部７の先端部７２１の形状は、強度向上、破損防止、インナーパネル４との当接による接触面積の増加の観点から玉縁状に形成したが、外周リップ部の先端部の形状を玉縁状以外の形状にしたものも本発明に含まれる。また、本発明における未発泡立壁部から外側に突出する外周リップ部の形状も本発明の趣旨の範囲内で適宜であり、上記実施形態の断面視略Ｈ形状に限定されない。

また、上記実施形態では、発泡樹脂部として発泡樹脂から構成される発泡本体部、未発泡樹脂部として未発泡樹脂で構成される外周リップ部を例に説明したが、本発明の自動車用ドアのホールシール材には、発泡樹脂部と未発泡樹脂部との境界に立壁部が設けられ、立壁部の未発泡樹脂部側に寄った位置に未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部が形成される適宜の自動車用ドアのホールシール材が含まれる。例えば発泡樹脂部でドーナツ状に周囲を囲まれた領域にホールシール材の取付箇所等の未発泡樹脂部を形成する場合に、発泡樹脂部と未発泡樹脂部との境界に立壁部を設け、立壁部のホールシール材の取付箇所等の未発泡樹脂部側に寄った位置に未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部を設ける構造の自動車用ドアのホールシール材としてもよい。このような本発明の自動車用ドアのホールシール材によれば、未発泡樹脂と発泡樹脂との境界において、熱収縮による意図しない形状の変形が発生することを極力抑制することができる。

本発明は、自動車用ドアのインナーパネルの開口部を閉塞するホールシール材として利用することができる。

１…自動車用ドア ２…アウターパネル ３…ドアトリム ４…インナーパネル ４１…開口部 ４２…周縁 ４３…外周部 ５…ホールシール材 ６…発泡本体部 ６１…発泡コア層 ６２…スキン層 ６３…立壁部 ６３１…未発泡立壁部 ６４…コアバック痕溝 ６５…掛止具係合穴 ６６…掛止フック ７…外周リップ部 ７１…起立壁 ７２…リップ縁 ７２１…先端部 ７３…架橋部 ８…掛止具 ８１…先端フック ９０…キャビティ ９０１…可動金型が後退する側の面 ９０２…内側面 ９１…固定金型 ９１１、９１２…隙間 ９２…固定金型 ９３…可動金型 ＭＲ…発泡性溶融樹脂 １０１…ホールシール材 １０２…発泡本体部 １０３…外周リップ部 １０４…先端部 １０５…非接触領域 ２０１…インナーパネル ２０２…開口部 ２０３…外周部 ３０１、３０２…固定金型 ３０３…可動金型

Claims (3)

1. 発泡樹脂から構成される発泡本体部と、未発泡樹脂で構成される外周リップ部との同一成形材であり、前記外周リップ部の先端部がインナーパネルの開口部の外周部に弾性付勢で押し当てられて当接するように固定される自動車用ドアのホールシール材であって、
   前記発泡本体部のコアバック痕溝の外側に立壁部が周設され、
   前記立壁部の外寄りには未発泡樹脂で構成される未発泡立壁部が形成され、
   前記未発泡立壁部から外側に突出するように前記外周リップ部が形成されていることを特徴とする自動車用ドアのホールシール材。
2. 前記外周リップ部が、前記発泡本体部の厚み方向に延びる起立壁と、前記起立壁から前記インナーパネル側に向かって外側に傾斜して形成されたリップ縁と、前記未発泡立壁部と前記起立壁とを断面視略Ｈ形状となるように連結する未発泡樹脂で構成された架橋部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用ドアのホールシール材。
3. 請求項１又は２の何れかに記載の自動車用ドアのホールシール材の製造方法であって、
   前記外周リップ部と、前記立壁部と、前記立壁部で囲まれ且つ前記立壁部の高さより厚みが薄い基板に対応する形状の空洞で構成されるキャビティを、固定金型と可動金型とで区画して形成し、前記立壁部の形状の空洞における前記可動金型の後退する側の面に前記固定金型を配置し、前記立壁部の形状の空洞の内側面に前記可動金型の側面を配置する第１工程と、
   前記キャビティに発泡性溶融樹脂を充填する第２工程と、
   前記可動金型をコアバックして前記発泡性溶融樹脂を発泡させ、前記ホールシール材を形成する第３工程とを備えることを特徴とする自動車用ドアのホールシール材の製造方法。