JP2008094175A - シール部材を介在するガラスサンルーフパネル - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスサンルーフパネルは部材間を嵌着することによって構造形成を図っていたが、全ての方向を確実に拘束するためにはシール部材の成形精度が要求されていた。本発明は、ガラスサンルーフパネル構造の製造における生産性向上を目的とする。
【解決手段】 本発明は、ガラスパネル（５）と、金属製のガラスホルダ（４）と、ＥＰＤＭからなるシール部材（１２）と、シール部材の内周縁に密着するウレタン樹脂層（６）とで構成されるガラスサンルーフパネル（３）において、塗板プライマとＥＰＤＭプライマとの混合からなる混合プライマの層を形成することによる、ガラスサンルーフパネルの接着構造を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体に形成された開口に設けられるガラスサンルーフパネルに関する。詳しくは、ガラスサンルーフパネルの周縁に取り付けられるシール構造に関する。

自動車の固定ルーフに開口を形成し、板ガラスや鋼板などからなる可動パネルを車両の前後方向にスライド自在に設け、開口を開閉し得るようにしたサンルーフ装置が知られている。このようなサンルーフ装置にあっては、開口の内周縁に密接して雨水などが車室に浸入することを防止するためのシール部材がパネル体の外周縁に取り付けられている（特許文献１参照）。

このガラスを用いたサンルーフパネル（以下、「ガラスパネル」という。）の剛性を確保するためにその周縁部にガラスホルダと呼ばれる金属製の補強部材を設けている。前記シール部材は、前記ガラスパネルと前記ガラスホルダとの間に介在している。また、前記ガラスパネルに伝播される自動車走行中等に受ける振動・衝撃を緩和するために、クッション材も介在している（特許文献２参照）。

前記シール部材には、自動車用ウェザーストリップで一般的に使用されるＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Terpolymer：エチレン・プロピレン・ジエン３元重合体ゴム）が、前記クッション材にはウレタン樹脂がよく使われている。
ここで、上記の各部材、すなわち前記ガラスパネル、前記ガラスホルダ、前記シール部材及び前記クッション部材相互の構造は、接着、嵌着もしくは充填等によって形成されている（特許文献３、特許文献４参照）。

実開平２−４１８２０号公報（第１図、第２図） 特開平８−２１６６９０号公報（請求項１） 特開平１１−３１４５２５号公報（図２） 特開平０８−１７５２９１号公報（図２）

ガラスサンルーフパネルを構成する各部材の材料同士、すなわち、金属とＥＰＤＭ、ガラスとウレタン、ウレタンとＥＰＤＭでは、通常の接着工程では十分な接着力が得られない。そのため、従来は部材間を嵌着することによって構造形成を図っていた。しかし、部材間を嵌着することによって構造形成を図り、全ての方向を確実に拘束するためにはシール部材の成形精度が要求されていた。
前述の難接着材料同士を接着するためには予めプライマを表面に塗布することによって接着力を得ることができる。ところが、１回のプライマ塗布によって、金属、ガラス、ウレタン及びＥＰＤＭという異なる部材間において、高い接着力が得られ、接着構造のみでガラスルーフパネル構造に適用できるプライマの選択は困難であった。
ただし、特許文献４に開示されているように２コート方式のプライマ塗布を行い、各部材間を接着すれば、設計的に十分な接着強度を得ることは可能である。しかし、この手段は、２度のプライマ塗布工程（表面あらし、塗布、乾燥等）によって作業が煩雑かつ長時間となること、材料に無駄が生じ費用的な損失になること等の問題があった。
同様に、特許文献４にはブレンドポリマーのＥＰＤＭ系ゴム配合物によりプライマを使用せず接着する技術が開示されているが、ブレンドポリマーのゴム配合物の製造という工程が加わるという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ガラスサンルーフパネル構造の製造における生産性向上を目的とする。

本発明は、ガラスパネルと、前記ガラスパネルの下面の周縁に取り付けられた金属製のガラスホルダと、前記ガラスパネルの下面の周縁と前記ガラスホルダとの外周縁同士間をシールするＥＰＤＭからなるシール部材と、前記ガラスパネルと前記ガラスホルダとの間に介在し、前記シール部材の内周縁に密着するウレタン樹脂層と、を有するガラスサンルーフパネルであって、前記シール部材と前記ウレタン樹脂との間及び前記シール部材と前記ガラスホルダとの間の少なくとも一方に、塗板プライマとＥＰＤＭプライマとの混合からなる混合プライマを塗布したことを特徴とする。

本発明によれば、従来のガラスサンルーフパネルの構造をそのままに、混合プライマを塗布し、金属、ガラス、ウレタン及びＥＰＤＭという異なる部材間において、適度な接着力が得られ、接着構造だけでもガラスルーフパネル構造を形成することが可能となる。さらに、嵌着による拘束と相まって、十分な設計強度を得ることができる。

本発明は、接着構造を採用することにより、ガラスサンルーフパネルのシール構造をより確実にすることができる。また、高い成形精度が要求された工程を緩和することができ、生産性を向上させることができる。

以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたサンルーフ装置の概要を示す車両の要部斜視図である。車両の固定ルーフ１には、車体幅方向を長辺とする概ね矩形をなす開口２が形成されている。この開口２は、開口２の内周輪郭に対応した形状に形成された可動パネル３（ガラスサンルーフパネル）により、開閉可能にされている。

図２に示すように、可動パネル３は、ガラスホルダ４と、ガラスホルダ４の上方に、例えば接着剤を用いて固着されたパネル体としてのガラスパネル５とからなっている。ガラスホルダ４は、金属板で形成され、且つ固定ルーフ１側に設けられた図示されていないガイドレールに摺合するスライドシューや、チルト動作およびスライド動作を行わせるカム機構あるいはリンク機構に結合されている。

ガラスパネル５の外周縁には、開口２の内周縁に密接して雨水などの車室内への浸入を防止するためのシール部材１２が装着されている。
そしてガラスパネル５に装着されたシール部材１２の下側の後記する溝１８にガラスホルダ４の一部が挟まれており、ガラスパネル５とガラスパネル４とがシール部材１２を介して一体となっている。このようにガラスパネル５とガラスホルダ４との間に介在するシール部材１２によってガラスパネル５とガラスホルダとの間や、可動パネル３が閉鎖しているときの開口２との隙間（図１参照）がシールされるようになっている。

このシール部材１２は、比較的潰れ易いように中空に形成された開口当接部１３と、中実に形成されたガラスパネル結合部１４とを備えている。シール部材１２はＥＰＤＭ材によって形成され、一様な断面形状を有し、前記のようにガラスパネル５及びガラスホルダ４に装着してシールするように形成されている。

ガラスパネル結合部１４は、ガラスパネル５の下面に当接するガラスパネル当接部１５と、固定ルーフ１の外面の曲率にならって湾曲したガラスホルダ４の上面の形状に倣いながら当接するシール部材−ガラスホルダ当接部１６と、ガラスパネル当接部１５の上面に載置されたガラスパネル５の上面と略同一面となるように設定され、且つガラスホルダ４の外周縁に形成された立ち上げ縁１７を挟み込む溝１８を有するガラスホルダ結合部１９とを備えている。

ガラスパネル結合部１４とガラスパネル５とを結合する際には、ガラスパネル結合部１４のガラスパネル５と当接する面に、ＥＰＤＭ用プライマと塗板用プライマを混合した混合プライマ３０（図３参照。以下「混合プライマ」という。）を塗布し、混合プライマ３０の層を形成しておく。また、ガラスパネル５のガラスパネル結合部１４と当接する面には塗板用プライマ３２（図３参照）を塗布し、塗板用プライマ３２の層を形成しておく。その後、ウレタン接着剤３１を用いて、ガラスパネル５とガラスパネル結合部１４とを嵌着するとともに接着を行っている。

次に図２を参照しながらＢ−Ｂ間とＣ−Ｃ間の構造について説明する。

ガラスホルダ４の外周縁に形成された立ち上げ縁１７とシール部材１２のガラスホルダ結合部１９に形成された溝１８とを結合する際には、溝１８の立ち上げ縁１７と当接する面に、ＥＰＤＭ用プライマと塗板用プライマを混合した混合プライマ３０（図３参照）を塗布し、混合プライマ３０の層を形成しておく。そして、立ち上げ縁１７の溝１８と当接する面には塗板用プライマ３２（図３参照）を塗布し、塗板用プライマ３２の層を形成しておく。その後、ウレタン接着剤３１を用いて、溝１８と立ち上げ縁１７とを嵌着するとともに接着を行う（図２のＢ−Ｂに相当する。）。

図２において、ガラスホルダ４、シール部材１２そしてガラスパネル５に囲まれる部分には、ウレタン接着剤３１を充填することによって、ウレタン樹脂層６が形成されている。ウレタン接着剤３１を充填する際には、シール部材１２のウレタン樹脂層６と接触する面に、混合プライマ３０（図３参照）を塗布し、混合プライマ３０の層を形成しておく。そして、ガラスホルダ４のウレタン樹脂層６と接触する面には塗板用プライマ３２（図３参照）を塗布し、塗板用プライマ３２の層を形成しておく。その後、ウレタン接着剤３１の充填を行う（図２のＣ−Ｃに相当する。）。

図３にシール部材１２（ＥＰＤＭ）とガラスホルダ４間のプライマ塗布・接着の状態を表す概念図を示す。図３に示すように、上からシール部材１２（ＥＰＤＭ）、混合プライマ３０、ウレタン接着剤３１、塗板用プライマ３２、ガラスホルダ４（金属製）の順で塗布・接着されている。このように混合プライマ３０を含むことによって、本来接着力が小さいＥＰＤＭとウレタン接着剤（ウレタン樹脂層も含む）間に適度な接着力を持たせることができ、結果的にガラスホルダ４とシール部材１２との接着状態を維持することが可能となる。なお、図２に示した構成は嵌着による結合を併用しており、前記したＢ−Ｂの当接する個所及び前記したＣ−Ｃの当接する個所の少なくともいずれか一方を接着構造とすることにより、より安定したシール構造を有するガラスサンルーフパネルとなる。

以下にシール部材１２とウレタン接着剤３１との接着性を評価するために、混合プライマ３０の配合を変化させた試験片を製作しピール（剥がれ）強度試験を実施した。試験の結果を表１及び図４に示す。

試験では、２種類の混合プライマ３０を供試した。
一つは、ＥＰＤＭ用プライマとして「Ｋ５００」（住友スリーエム社製）と塗板用プライマとして「＃４３５−９８」（サンスター技研社製）との混合であり、他はＥＰＤＭ用プライマとして「ＰＰ６」（サンスター技研社製）と塗板用プライマとして「＃４３５−９８」（サンスター技研社製）との混合である。
これらのプライマは一般に流通している製品であり、入手は容易である。
なお、「Ｋ５００」は、トルエンを主成分としており、一方、「ＰＰ６」は、キシレンを主成分としている。また、塗板用プライマ「＃４３５−９８」は、イソシアネート系を主成分としている。

混合プライマ３０の配合は、実施例としてＥＰＤＭ用プライマと塗板用プライマの混合比を、２５：７５、５０：５０、７５：２５の３通りを「Ｋ５００」（表１において「Ｋ」と表記する。）と「ＰＰ６」（表１において「Ｐ」と表記する。）に対して行っており、全部で６通り行っている。
また、比較例としてＥＰＤＭ用プライマのみ、または塗板用プライマのみ、前記の混合比の表記を使えば、１００：０、０：１００の２通りを「Ｋ５００」と「ＰＰ６」に対して行っており、全部で４通り行っている。
加えて、参考例としてＥＰＤＭ用プライマを塗布、乾燥後に塗板用プライマを塗布した「２コート」方式を「Ｋ５００」と「ＰＰ６」に対して行っている。

表１及び図４の混合比は、ＥＰＤＭ用プライマと塗板用プライマとの体積混合比を表している。例えば、表１のＰ２の７５：２５という表記は、ＥＰＤＭ用プライマ「ＰＰ６」と塗板用プライマ「＃４３５−９８」との体積混合比が７５：２５としたものである。
ここで、実施例は表１及び図４のＮｏのＰ２ないしＰ４及びＫ２ないしＫ４の６通りであり、比較例はＰ１、Ｐ５及びＫ１、Ｋ５の４通りであり、参考例はＰ６、Ｋ６の２通りとなる。

図５にピール試験方法を示す。このピール試験は、本発明による混合プライマ３０を塗布した接着層と２コート方式のプライマを塗布した接着層との接着性の比較であり、ガラスサンルーフパネル設計上、実態にあった試験片寸法及び方法としている。試験片の材料としてもシール部材１２と同材料のＥＰＤＭ板１２１とガラスホルダ４と同材料の金属板４１（ＥＤ塗板）を使用している。
具体的な試験方法は、ピール幅を１０ｍｍ、ピール速度を２００ｍｍ／ｍｉｎ、ピール長さを３０ｍｍ、接着層厚さを１ｍｍとした。また、設計的な評価としてはピール強度５０Ｎ／２５ｍｍ以上であり、かつ制作する試験片に界面剥離が生じていないこととした。
なお、ピール試験において強度評価する上での「剥がれ」は、シール部材と接着剤間で生じている。試験は、同じ体積混合比の試験片及び２コートの試験片を各々３個製作し、３個の平均強度を示した。

表１及び図４に示すように評価基準の強度（ピール強度５０Ｎ／２５ｍｍ）を超えなかった体積混合比の条件は、比較例Ｋ１、すなわちＥＰＤＭ用プライマ「Ｋ５００」のみをプライマとして使用したものが該当した。またその逆の体積混合比である比較例Ｐ５及びＫ５、すなわち塗板用プライマ「＃４３５−９８」のみを使用した体積混合比０：１００の場合は、同条件にも関わらず、Ｐ５は基準に届かず、一方Ｋ５は基準を超えるというように不安定な結果が得られた。

ここで、界面剥離の発生については、体積混合比１００：０及び０：１００の試験片３個のグループはＰ１，Ｐ５、Ｋ１、Ｋ５の４グループあるが、全てのグループにおいて３個の試験片の内の１個は界面剥離が生じており、試験に供することができず、表１及び図４に示した試験結果はいずれも試験片２個の平均となっている。
従って、比較例１と５の体積混合比１００：０及び０：１００のグループであるＫ１，Ｋ５、Ｐ１、Ｐ５、換言すれば混合プライマ３０でないプライマについては、試験に供した接着構造では設計基準を満足しないものであった。

一方、実施例Ｐ２ないしＰ４及びＫ２ないしＫ４に示す体積混合比が２５：７５〜７５：２５の試験片は、界面剥離も生ずることなく、設計強度も満足するものであった。特に、実施例Ｐ２及びＫ２の体積混合比７５：２５の混合プライマ３０は、ＥＰＤＭ用プライマの種類が異なるものを供試したにもかかわらず、塗板プライマ側とガラスシール側との接着強度がほぼ同じであり、かつ高いものであった。

次に、同じく図４を使って、実施例Ｐ２ないしＰ４及びＫ２ないしＫ４に示す本発明による混合プライマ３０を塗布した接着層と参考例Ｐ６及びＫ６に示す２コート方式のプライマを塗布した接着層との比較を行った。なお、２コート方式のプライマは前記のように従来技術として知られているものである。
参考例Ｐ６及びＫ６に示す２コート方式のプライマを塗布した試験片の接着強度は、ＥＰＤＭ用プライマが異なっても、ほぼ同じで高い強度が得られている。
参考例Ｐ６及びＫ６に示す２コート方式のプライマ試験片と比べると、実施例Ｐ３に示すＥＰＤＭ用プライマ「ＰＰ６」と塗板用プライマ「＃４３５−９８」との体積混合比５０：５０の混合プライマ３０の試験結果のみが、２コート方式を上回っているが、その他の実施例では参考例Ｐ６及びＫ６に示す２コート方式を上回るものはない。

なお、２コート方式のプライマを塗布した接着試験片は本発明による混合プライマ３０を塗布した接着層試験片と比べて、試験片製作において塗布や乾燥作業の手間がかかり、実際の作業工程を考えると混合プライマ３０と比較して生産性が低くなる。

以上試験結果を総括すると、混合プライマ３０はＥＰＤＭ用プライマと塗板用プライマとの体積混合比が２５：７５〜７５：２５であれば、設計基準（ピール強度及び界面剥離不発生）を満足するものである。特に体積混合比７５：２５の混合プライマ３０は、ＥＰＤＭ用プライマの種類が異なるものであっても安定した強度が期待でき、その強度は従来技術である２コート方式のプライマ塗布の接着と比較してもほぼ同等であることが分かった。

なお、図２に示した実施形態の構成は一例であり、他の実施形態においても本発明を適用することは可能である。例えば、嵌合による接合効果を生じる図２のガラスパネル当接部１５を含まず、図２のＣ−Ｃ接着面のウレタン樹脂層６とシール部材１２を当接する一面として上方向のガラスパネル５側まで延設することも可能である。本発明の混合プライマ塗布を適用した接着シール構造は、十分な強度を獲得しており、嵌合部分を含まずとも設計的に成立するからである。

さらに、本発明により難接着材料間の接合を可能にしたことにより、採用できる構造、材料の組み合わせは多様となることから、上述した実施例に限定されず、設計の自由度を拡大することができる。入手しやすいかつ安価なプライマの混合であるため２コート方式のプライマ塗布と比べ経済的にも優れる。

本発明が適用されたサンルーフ構造を備えた車体ルーフの要部斜視図である。 本発明によるシール部材の要部拡大断面図である。 接着・プライマ塗布層の概要図である。 接着力評価試験結果である。 ピール試験方法の説明図である。

符号の説明

１ 固定ルーフ
２ 開口
３ 可動パネル
４ ガラスホルダ
５ ガラスパネル
６ ウレタン樹脂層
１２ シール部材
１３ 開口当接部
１４ 可動パネル結合部
１５ ガラスパネル当接部
１６ シール部材−ガラスホルダ当接部
１７ 立ち上げ縁
１８ 溝
１９ ガラスホルダ結合部
３０ 混合プライマ
３１ ウレタン接着剤
３２ 塗板用プライマ

Claims (1)

1. ガラスパネルと、
   前記ガラスパネルの下面の周縁に取り付けられた金属製のガラスホルダと、
   前記ガラスパネルの下面の周縁と前記ガラスホルダとをシールするＥＰＤＭからなるシール部材と、
   前記ガラスパネルと前記ガラスホルダとの間に介在し、前記シール部材の内周縁に密着するウレタン樹脂層と、
   を有するガラスサンルーフパネルであって、
   前記シール部材と前記ウレタン樹脂層との間及び前記シール部材と前記ガラスホルダとの間の少なくとも一方に、
   塗板プライマとＥＰＤＭプライマとの混合からなる混合プライマ層を有することを特徴とするガラスサンルーフパネル。

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