JP2007069725A - 自動車用シール部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 シールリップの反力の増加、断面積の増加、材料費の増加等を防止しつつ、シールリップの耐ヘタリ性を向上させる。
【解決手段】グラスラン等の自動車用シール部品１は、熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる基部２と、該基部２より連続して延びて相手側部材に押付けられる熱可塑性エラストマーのリップ３と、を備えている。上記リップ３の相手側部材が接触する面に他のリップ部分よりも高硬度の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる表層部４を設けた。上記表層部４に、上記リップ３の付け根部分の上記基部２側の端部において上記表層部４の内面から該内面に対して略直角方向に延びる第１の表層延長部５と、上記リップの付け根部分の上記リップ３の先端側の端部において上記表層部４の内面から該内面に対して略直角方向に伸びる第２の表層延長部６と、を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、グラスラン、ウエストシール等の自動車用シール部品に関し、特にリップの耐ヘタリ性を改善してシール機能や保持機能の低下を抑制し、耐久性を向上させたものである。

グラスランのシールリップやウエストシールの保持リップ等は車両組付け状態において、形状を撓ませることによりシール機能や保持機能を発揮する。従って、上記リップは、一般的に圧縮永久歪に優れた熱可塑性エラストマーにより形成されているが、撓んだ状態に長時間曝されることにより所謂ヘタリ（永久歪）が発生し、その反力値は徐々に低下する。その結果、グラスランにおいては、ガラスのバタツキが発生し、ウエストシールにおいては水切り性の悪化等が発生する。

リップの耐ヘタリ性を改善したグラスランとして図１２に示すものが知られている。上記グラスラン１０１は、基底部１０２並びに車内側及び車外側の側壁部１０３ａ，１０３ｂからなるチャンネル部１０４と、上記各側壁部１０３ａ，１０３ｂからチャンネル部１０４の内側に延びる車内側及び車外側のシールリップ１０５，１０６を備えていて、少なくとも車内側のシールリップ１０５の裏面側のリップ付け根部に凹部１０７を形成し、該凹部１０７を埋めるようにスポンジ弾性補助部材１０８を設けることにより形成されている。上記スポンジ弾性補助部材１０８によって、上記シールリップ１０５のヘタリ（永久歪）を抑制し、該シールリップ１０５のドアガラスＧへの追従性の低下を防止せんとするものである。（例えば特許文献１）
特開２００１−２１９７４５号公報（段落００１４、段落００１８等）

ところで、上記従来のグラスラン１０１は、上述したように車内側のシールリップ１０５の裏面側のリップ付け根部に凹部１０７を形成し、該凹部１０７を埋めるようにスポンジ弾性補助部材１０８を設けていたために、次に述べるような問題点があった。
（１）スポンジ弾性補助部材１０８によってシールリップ１０５の反力が増加してしまう。
（２）スポンジ弾性補助部材１０８を設けた分、シールリップ１０５の断面積が増加し、材料費も増加し、コストが高くなってしまう。
（３）スポンジ弾性補助部材１０８に熱可塑性エラストマー発泡体を使用しているため、押出し成形性が悪い。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、シールリップの反力の増加、断面積の増加、材料費の増加等を防止しつつ、シールリップの耐ヘタリ性を向上させることのできるグラスラン等の自動車用シール部品を提供することを目的に成されたものである。

請求項１の発明は、熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる基部と、該基部から連続して延びていて相手側部材が押付けられる熱可塑性エラストマーのリップと、を備えた自動車用シール部品において、
上記リップの外面に、他のリップ部分よりも高硬度の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる表層部を設け、該表層部に、上記リップの付け根部分の上記基部側の端部において上記表層部の内面からリップの肉厚方向に延びる第１の表層延長部と、上記リップの付け根部分の上記リップの先端側の端部において上記表層部の内面からリップの肉厚方向に延びる第２の表層延長部と、を設けた。

請求項２の発明は、請求項１の自動車用シール部品において、上記第２の表層延長部を、先端部から上記表層部側に行くに従って厚肉になるように形成した。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の自動車用シール部品において、上記リップの付け根部分の内面（上記相手側部材が接触して押される上記リップの第１の面と反対側の第２の面）にノッチを形成した。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３に記載の自動車用シール部品において、
上記表層部および第１，第２の表層延長部で囲まれた上記リップの付け根部分を、上記基部および上記リップよりも低硬度の熱可塑性エラストマーで形成した。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の自動車用シール部品において、上記基部を、硬度がショア・Ａ４０°以上の熱可塑性エラストマーで形成し、上記リップを、硬度がショアＡ４０°〜Ａ９０°の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成し、上記表層部および第１，第２の表層延長部を、上記リップよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成し、上記表層部および第１，第２の表層延長部を、上記リップの硬度のものよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成した。

請求項６の発明は、請求項４に記載の自動車用シール部品において、上記基部を、硬度がショア・Ａ４０°以上の熱可塑性エラストマーで形成し、上記リップを、硬度がショアＡ４０°〜Ａ９０°の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成し、上記表層部および第１，第２の表層延長部を、上記リップよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成し、上記表層部および第１，第２の表層延長部を、上記リップの硬度のものよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成し、上記表層部および第１，第２の表層延長部で囲まれた上記リップの付け根部分を、上記基部およびリップの材料よりもショア・Ａ５°以上硬度が低い熱可塑性エラストマーで形成した。

請求項７の発明は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の自動車用シール部品において、上記表層部を、リップに摺動性を付与する低摩擦係数の摺動性材料で構成した。

（１）請求項１の自動車用シール部品は、リップの付け根部分において、該リップの外面に形成された表層部によってリップの外側面側が伸び難くなっている為、リップの表層部の内面からリップの肉厚方向に延びる第１，第２の表層延長部、特に第２の表層延長部が恰もヒンジの如く作用する。そして、上記リップが折り曲げられた際の圧縮歪を上記第１の表層延長部と第２の表層延長部との間に集中的に発生させ、上記リップの付け根部分を耐ヘタリ性に優れた歪率の大きな領域にすると共に、これによって、耐ヘタリ性に劣る歪率の小さな領域のリップ全体への波及を抑制し、リップの耐ヘタリ性を向上させることができる。
（２）請求項２の自動車用シール部品は、第２の表層延長部を、先端部から上記表層部側の行くに従って厚肉になるように形成したので、該厚肉にした部分における歪の発生を抑制するとともに、上記第２の表層延長部の付け根部分を補強し、該付け根部分の剛性を上げ、これにより上記第１の表層延長部と第２の表層延長部との間に歪をより集中させ、該リップの付け根部分の耐ヘタリ性を向上させることができる。
（３）請求項３の自動車用シール部品は、ノッチを形成した部分が折り曲げられて，該ノッチの近傍に歪を集中させることができる。
（４）請求項４の自動車用シール部品は、上記リップの付け根部分が変形し易くなり、該リップの付け根部分に歪をより効果的に集中させることができる。
（５）請求項５の自動車用シール部品は、上記基部と、リップと、該リップの外面に形成された表層部と、該表層部から延びる第１および第２の表層延長部との硬度のバランスにより、前記リップの付け根部分に歪を効果的に集中させることができる。
（６）請求項６の自動車用シール部品は、上記基部またはリップと、該リップの付け根部分との硬度差により、該リップの付け根部分に歪を効果的に集中させることができる。
（７）請求項７の自動車用シール部品は、上記表層部を低摩擦係数の素材で形成したので、リップに摺動性を付与し、ガラスがリップに接触したときのガラスの滑りを良くすることができる。

図１、図２は第１実施例を示し、図１は全体形状、図２はリップ部分を拡大して示したものである。この実施例において、自動車用シール部品は、グラスランとして構成されている。上記グラスラン１Ａは、断面略Ｕ字状の基部２と、該基部２の車内側側壁部２ａおよび車外側側壁部２ｂの先端に設けられた一対のシール用のリップ３，３を備えている。上記リップ３は、上記相手側部材Ａが接触する面に、表層部４を備えている。なお、上記表層部４は、上記基部２の端部まで延長しても良い。上記基部２は、硬度ショア・Ａ７０°〜Ａ８０°の熱可塑性樹脂或いは熱可塑性エラストマーで形成され、上記一対のシール用のリップ３，３は、硬度ショア・Ａ７０°〜Ａ８０°の熱可塑性エラストマーで形成されている。

そして、上記表層部４は、シリコンオイル、脂肪酸アシド等の滑剤を含有するショア硬度Ｄ４０°〜６０°の高分子量ポリエチレン等を基材とする熱可塑性エラストマー或いは高分子量ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で形成されていて、上記リップ３の付け根部分３ａの上記基部２側の端部において上記表層部４の内面からリップ３の肉厚方向（上記リップ３の内面に対して略直角方向）に延びる第１の表層延長部５と、上記リップの付け根部分３ａの上記リップ３の先端側の端部において上記表層部４の内面からリップ３の肉厚方向に延びる第２の表層延長部６を備えている。上記第１，第２の表層延長部５，６は、上記表層部４と略同じ肉厚に形成されている。

ここで、本発明の前提概念を説明する。図１３は熱可塑性エラストマーの歪率と圧縮永久歪との関係を示すグラフ図であり、このグラフ図からも明らかなように、圧縮永久歪の特性は、歪が小さい領域では圧縮永久歪が大きく、歪が大きい領域には圧縮永久歪が小さくなる傾向にある。歪を分散させると、圧縮永久歪の特性の悪い歪の小さな領域の面積が増えるため、シールリップの耐ヘタリ性が悪くなる。従って、歪の分布範囲を広げるよりも、歪を局所的に集中させ、歪の大きな領域とした方が、シールリップの耐ヘタリ性が向上する。

なお、圧縮永久歪の計算方法は、以下による。

Ｃ．Ｓ（％）＝（ｈ０−ｈ１）／（ｈ０−ｈ２）×１００
Ｃ．Ｓ 圧縮永久歪（％）
ｈ０ 試験前のリップ高さ
ｈ１ 試験後のリップ高さ
ｈ２ 圧縮時のリップ高さ
また、圧縮永久歪の測定条件は、以下による。

温度条件 ７０℃
時間 １６８ｈｒ
歪率 基準位置（５〜３０％歪） 歪率＝ｈ０−ｈ２／ｈ０×１００
放置時間 ３０ｍｉｎ
ＪＩＳ Ｋ６２６２に準ずる。

以上の前提概念に沿って、本実施例では、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６は、上記リップ３の外面側が相手側部材で押されて撓んだときに発生する歪を、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６で囲まれたリップの付け根部分３ａに集中的に発生させ、永久歪特性の良い歪の大きな領域とし、上記第１，第２の表層延長部５，６の外側への歪が拡散するのを抑制し、圧縮永久歪特性の悪い歪の小さな領域の面積を減らし、リップ３の反力を上昇させず、断面積を増やすことなく、耐ヘタリ性能を改善している。上記表層部４は、ドアガラスの先端部が接触したときに、該ドアガラスの先端部の滑りを良くするために摩擦係数の小さいガラスの滑りのよい材料で形成されている。なお、９は上記基部２の上面に設けられた表層部であり、該表層部９も上記リップ３の表層部４と同質の素材で形成されている。

実験例１
図２に示すグラスラン１Ａの基部２を、硬度がショア・Ａ７０°の熱可塑性エラストマーで形成し、上記リップ３を、硬度がショアＡ７０°の熱可塑性エラストマーで形成し、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６を、ショア・Ｄ４０°の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成した第１実施例のグラスラン（本発明例１）と、図３に示す基部２およびリップ３を、硬度がショア・Ａ７０°の熱可塑性エラストマーで形成し、図２に示す表層部４および第１，第２の表層延長部５，６に相当するものを設けないグラスラン（従来例）とのリップ高さ変化率を実測した。

その結果、単一材で形成した従来のグラスランのリップ高さ変化率は７０％であるのに対して、本発明例のグラスランのリップ高さ変化率は６５％であり、５％程度の改善効果が認められた。なお、リップ高さ変化率の計算方法は、以下による。

リップ高さ変化率（％）＝（ｈ０−ｈ１）／（ｈ０−ｈ２）×１００
ｈ０ 試験前のリップ高さ
ｈ１ 試験後のリップ高さ
ｈ２ 圧縮時のリップ高さ
また、リップ高さ変化率の測定条件は、以下による。

温度条件 ７０℃
時間 １６８ｈｒ
歪率 基準位置（４０％歪） 歪率＝（ｈ０−ｈ２）／ｈ０×１００
放置時間 ３０ｍｉｎ
図４は上記第１実施例のグラスランのリップ３が撓んだ際の歪の分布状態を示す解析図、図５は比較対象として図３に示した表層部４および第１，第２の表層延長部５，６に相当するものを設けないグラスランのリップが撓んだ際の歪の分布状態を示す解析図である。図５においては、歪率の小さな領域が広い範囲に分布しているのに対し、図４においては、歪率の大きな領域は、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６で囲まれた上記リップの付け根部分に集中していることが確認された。

図６は第２実施例のグラスランの断面図である。上記第１実施例との主たる相違点は、上記第２の表層延長部６を、先端部から上記表層部４側に近づくに従って徐々に厚肉になるように、断面略三角形状に形成した点にある。これにより上記第２の表層延長部６の付け根部分を補強し、該付け根部分の剛性を上げ、上記第１の表層延長部５と第２の表層延長部６との間に歪をより集中させ、リップ３の付け根部分の耐ヘタリ性を向上させることができる。

実験例２
図６に示す第２実施例のグラスラン１Ａとして、第１実施例の実験例１に示す本発明例１に対して、上記第２の表層延長部６を、先端部から上記表層部４側に近づくに従って徐々に厚肉に形成したもの（本発明例２）のリップ高さ変化率を実測した。その結果、第２実施例のグラスランのリップ高さ変化率は５９％であり、従来例のグラスランに対しては１１％、第１実施例のグラスランに対しても６％の改善効果が認められた。

図７は上記第２実施例のグラスランのリップ３が撓んだ際の歪の分布状態を示す解析図であり、図４に示す上記第２の表層延長部６を均一の厚みに形成した場合に較べて、歪率の大きな領域がより一層、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６で囲まれた部分に集中していることが確認された。

図８は第３実施例のグラスランの断面図である。上記第２実施例との相違点は、上記リップ３の付け根部分３ａの内面にノッチ７を形成した点である。上記ノッチ７によりリップ３の付け根部分３ａがより折り曲げられ易くなり、該ノッチ７の近傍に歪を集中させることができる。

実験例３
図８に示す第３実施例のグラスラン１Ａとして、第２実施例の実験例２に示す本発明例２に対して、上記リップ３の付け根部分３ａの内面にノッチ７を形成したもの（本発明例３）のリップ高さ変化率を実測した。その結果、第３実施例のグラスランのリップ高さ変化率は５５％まで低下し、従来例のグラスランに対しては１５％、第１実施例のグラスランに対しても４％の改善効果が認められた。

図９は上記第３実施例のグラスランのリップ３が撓んだ際の歪の分布状態を示す解析図であり、図７に示す上記第２実施例の場合に較べて、ノッチ７の周縁部に上記歪率の大きな領域が更に集中していることが確認された。

図１０は第４実施例のグラスランの断面図である。上記第３実施例との相違点は、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６で囲まれた部分を、上記基部２またはリップ３のうち低硬度のものよりもショア・Ａ５°以上、硬度が低い熱可塑性エラストマーで形成した点である。

この実施例において、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６で囲まれたリップ３の付け根部分３ａは、他の部分よりも低硬度の熱可塑性エラストマーで形成されているので、歪をより効果的に集中させることができる。

実験例４
図１０に示す第４実施例のグラスラン１Ａとして、第３実施例の実験例３に示す本発明例３に対して、上記リップ３の付け根部分３ａをショア・Ａ６０°の熱可塑性エラストマーで形成したもの（本発明例４）のリップ高さ変化率を実測した。

その結果、第４実施例のグラスランのリップ高さ変化率は５２％となり、従来例のグラスランに対しては１８％、第３実施例のグラスランに対しても３％の改善効果が認められた。

図１１は第５実施例を示す。この実施例において、自動車用シール部品は、ウエストシールとして構成されている。上記ウエストシール１Ｂは、断面略Ｕ字状の基部２と、該基部２の外面に設けられたシール用のリップ３と、上記基部２の内面に設けられた保持用のリップ３Ａと、を備えている。上記シール用のリップ３の外面には表層部４が設けられている。

上記基部２は、タルク等のフィラーを含有する硬度ショア・Ａ８０°〜Ａ９０°のポリプロピレンからなり、シール用のリップ３および保持用のリップ３Ａは、硬度ショア・Ａ６５°〜Ａ７５°の熱可塑性エラストマーで形成され、上記表層部４は、シリコンオイル、脂肪酸アシド等の滑剤を含有するショア硬度Ｄ４０〜６０の高分子量ポリエチレン等を基材とする熱可塑性エラストマーで形成されていて、上記リップ３の付け根部分３ａの上記基部２側の端部において、上記表層部４の内面からリップ３の肉厚方向に延びる第１の表層延長部５と、上記リップ３の付け根部分３ａの上記リップ３の先端側の端部において、上記表層部４の内面からリップ３の肉厚方向に延びる第２の表層延長部６を備えている。

第５実施例のウエストシールは上述のような構成であって、シール用のリップ３に、相手側部材（ガラス）Ａ２が接触すると、シール用のリップ３は、その付け根部分３ａで撓み、その反力で相手側部材（ガラス）Ａ２に密着するのであるが、上記シール用のリップ３が付け根部分３ａで撓んだときに発生する歪は、上記表層部４および第１，第２の表層延長部５，６によって歪分布範囲が狭く抑えられ、圧縮永久歪特性の悪い歪の小さな領域の面積を減らし、耐ヘタリ性能を改善することができる。

第１実施例の断面図。 リップ部分の拡大断面図。 比較対象例（従来例）の断面図。 第１実施例の歪の分布状態を示す解析図。 比較対象例の歪の分布状態を示す解析図。 第２実施例の断面図。 第２実施例の歪の分布状態を示す解析図。 第３実施例の断面図。 第３実施例の歪の分布状態を示す解析図。 第４実施例の断面図。 第５実施例の断面図。 従来例の断面図。 熱可塑性エラストマーの圧縮率と圧縮永久歪との関係を示すグラフ図。

符号の説明

１…自動車用シール部品、２…基部、３…リップ、４…表層部、５…第１の表層延長部、６…第２の表層延長部、７…ノッチ、８…表層部と第１，第２の表層延長部で囲まれた領域、９…表層延長部。

Claims (7)

1. 熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる基部と、該基部から連続して延びていて相手側部材が押付けられる熱可塑性エラストマーのリップと、を備えた自動車用シール部品において、
   上記リップは、外面に他のリップ部分よりも高硬度の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂からなる表層部を備え、
   上記表層部は、上記リップの付け根部分の上記基部側の端部において上記表層部の内面からリップの肉厚方向に延びる第１の表層延長部と、上記リップの付け根部分の上記リップの先端側の端部において上記表層部の内面からリップの肉厚方向に延びる第２の表層延長部と、を備えていることを特徴とする自動車用シール部品。
2. 請求項１に記載の自動車用シール部品において、
   上記第２の表層延長部は、先端部から上記表層部側の行くに従って厚肉に形成されていることを特徴とする自動車用シール部品。
3. 請求項１または請求項２に記載の自動車用シール部品において、
   上記リップの付け根部分の内周側にノッチを備えていることを特徴とする自動車用シール部品。
4. 請求項１〜請求項３に記載の自動車用シール部品において、
   上記表層部および第１，第２の表層延長部で囲まれた上記リップの付け根部分は、上記基部および上記リップよりも低硬度の熱可塑性エラストマーで形成されていることを特徴とする自動車用シール部品。
5. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の自動車用シール部品において、
   上記基部は、硬度がショア・Ａ４０°以上の熱可塑性エラストマーで形成され、
   上記リップは、硬度がショアＡ４０°〜Ａ９０°の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成され、
   上記表層部および第１，第２の表層延長部は、上記リップの硬度のものよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成されていることを特徴とする自動車用シール部品。
6. 請求項４に記載の自動車用シール部品において、
   上記基部は、硬度がショア・Ａ４０°以上の熱可塑性エラストマーで形成され、
   上記リップは、硬度がショアＡ４０°〜Ａ９０°の熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成され、
   上記表層部および第１，第２の表層延長部は、上記リップの硬度のものよりもショア・Ａ５°以上硬度が高い熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性樹脂で形成され、
   上記表層部および第１，第２の表層延長部で囲まれた上記リップの付け根部分は、上記基部またはリップのうち低硬度のものよりもショア・Ａ５°以上硬度が低い熱可塑性エラストマーで形成されていることを特徴とする自動車用シール部品。
7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の自動車用シール部品において、
   上記表層部は、リップに摺動性を付与する低摩擦係数の摺動性材料で構成されていることを特徴とする自動車用シール部品。
   

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