JP2011514281A - 一体型シール構造体を有する一体化されたウィンドウアセンブリ及びその取付け方法 - Google Patents

Abstract

一体化ウィンドウアセンブリが、車体（特に車体の屋根）に形成された開口部に、固定式または可動式で取付けられる。空気、水及び／またはほこりが車両の乗員室内に侵入するのを防ぐために、絶縁性基板材料に一体型シール構造体が成形される。このシール構造体は、ウィンドウアセンブリを車体開口部に取付けるときに、予め作製したバルブシールなどを後付けすることを必要とせずに、車体開口部を画定する金属シートとアセンブリとの間の隙間を効果的に閉じることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、ガラスシートの周縁部領域の少なくとも一部をポリマーフレームまたはガスケット部材で取り囲んだ一体化（encapsulated：カプセル化）されたウィンドウアセンブリに関する。

一体化されたウィンドウアセンブリ、特に車両のルーフウインドウまたはサンルーフは、例えば次の特許文献に記載されている。

米国特許第６，３７５，２５４号明細書（特許文献１）には、車両の屋根用の「カバー」が記載されている。このカバーはカバー「プレート」を含み、カバープレートの縁部の周囲に発泡または射出成形されたプラスチックフレームによって縁部隙間シールが形成されている。プラスチックフレームは底側に向かって開いた溝部を有し、縁部隙間シールを形成するリップ部により外側と隣接する。溝部の内側には、プラスチックフレームよりも柔軟な材料から作製されたプラスチック挿入物が挿入される。このようなカバー（随意的に補強フレームを含む）を作製する過程、並びに、プラスチック挿入物を作製する過程及びプラスチック挿入物をプラスチックフレームの溝内へ配置する過程も記載されている。

米国特許第６，５１７，１５０号明細書（特許文献２）には、車両の屋根に形成されたルーフ開口部に設置されるカバーユニットが記載されている。このカバーユニットは、１つの少なくとも部分的に透明なプラスチックと、補強フレーム（例えば金属からなる）とから構成されるカバー要素とを有する。補強フレームはカバー要素の側縁部に沿って延在し、カバー要素の側縁部を取り囲むシール構造体を支持する。シール構造体は、実質的に垂直方向に延在する、ルーフに設けられたシール面に当接される。カバー要素の熱膨張を可能にすべくカバー要素が補強フレームに対して横方向に移動することができるように、補強フレームは柔軟性接着剤を使用してカバー要素へ接着される。このシール構造体は、ルーフに設置されたシール面と接触する、カバー部材の熱膨張の影響を実質的に受けないルーフシール領域と、カバー部材の熱膨張を補償するためのカバーシール領域とを有している。

米国特許第６，３７５，２５４号明細書 米国特許第６，５１７，１５０号明細書

一体化されたウィンドウアセンブリの自動車メーカーへの供給者は、性能が良く、審美的に美しく、製造が簡単であり、かつコスト効率の高いアセンブリを製造する方法を継続的に探している。本出願の一体化されたウィンドウアセンブリは、上記の目的を満たすと考えられる。

本発明は、車体に形成された開口部への取付けが容易な一体化されたウィンドウアセンブリに関し、特に、車両の屋根に形成された開口部への設置に有用なウィンドウアセンブリに関する。この目的を実現するために、絶縁性基板材料の周縁部の少なくとも一部の周囲に一体型シール構造体が成形される。

前記一体型シール構造体は、ベース部分、基板材料の周縁部に成形される少なくとも１つの面、及びリップ部などの様々な構成要素から構成される。リップ部は、ベース部分の端部領域から湾曲状に延出して形成される。一実施形態では、リップ部分は、その遠位端またはその近傍にメス型係合部を有する。特定の実施形態では、オス型係合部が、シール構造体のベース部分におけるリップ部分が延設された領域とは別の領域から、メス型係合部分と選択的に係合可能となるような方向に延出して形成される。

本発明の利点は、上述した機構を利用して車体の金属シートに形成された開口部にウィンドウアセンブリを取付けたときに、ウィンドウアセンブリのシール構造体を車体開口部の周縁部を形成する金属シートの少なくとも一部に対してシール接触させることにより実現される。その際、シール構造体のリッブ部分がシール構造体のベース部分に向かって移動するように押し込まれ、それと同時に、シール構造体のリップ部分から車体金属シートの一部に対してシール力が作用する。

本願では、「取付け」は、固定式サンルーフの場合は、一体化されたウィンドウアセンブリの車体開口部への１回限りの、実質的に恒久的な設置を意味する。また、「取付け」は、開閉が繰り返される可動式サンルーフにも適用することができる。サンルーフの操作時には、好ましくは車両の寿命のために、本発明のウィンドウアセンブリのシール構造体は車体の金属シートに対してシール構造を維持できるようにするべきである。

ベース部分にオス型係合部が延設され、リップ部分にメス型係合部が形成された実施形態では、メス型係合部をオス型係合部に対して係合させることができる。両者が互いに係合された際は、自己係合型シール構造体が或る程度の柔軟性を有するようにするための開放部分が形成される。また、この開放部分により、車体の金属シートに対して比較的一定の大きさのシール圧力が作用するようにすることができる。

本発明の上記の及びさらなる目的、特徴及び利点は、例示のみを目的として本発明のいくつかの実施形態を示す添付図面を参照してなされる以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の特定の実施形態による自己順応性の非係合型シールを示す断面図。 本発明の他の実施形態による自己係合型シールがその上に成形された基板の一実施形態を示す断面図。 本発明の別の実施形態によるロック能力を有する自己係合型シールがその上に成形された基板を示す断面図。 図２の実施形態の断面図であり、車両に形成された開口部へ取付けたときの、「係合」された状態のシール構造体を示す断面図。 本発明のウィンドウアセンブリと車両の屋根に形成された開口部への取付けとの関係を示す斜視図。 本発明のウィンドウアセンブリを車両の屋根に形成された開口部へ取付けた状態を示す斜視図。 本発明のウィンドウアセンブリを可動式のサンルーフとして使用した状態を示す斜視図。 オス型係止部を有する自己順応性シール構造体を示す断面図。 図３に示した実施形態の別の実施形態を示す断面図。

本発明は、車両本体に形成された開口部への取付けが容易な一体化されたウィンドウアセンブリに関する。特に、本発明の一体化されたウィンドウアセンブリは、車両の屋根に形成された開口部への設置に適している（サンルーフまたはムーンルーフとも呼ばれる）。本発明の一体化されたウィンドウアセンブリは、本出願では長方形の形状で示されているが、実質上、あらゆる所望の形状に及び／またはサイズで作製することができる。

サンルーフの設計及び製造の分野の当業者は、既知のサンルーフと共に使用されるシールアセンブリの複雑さ及び高価さを十分承知している。具体的には、バルブシールまたは同様のものを後付けする必要があることがよく知られている。本発明の主要な目的は、そのようなシール部材を後付けする必要のない一体型シール構造体を提供することである。本発明によれば、バルブシール自体のコストが節約されるだけでなく、バルブシールの取付けに要する人件費も節約されることは、当業者には容易に理解できるであろう。

本発明による一体化されたウィンドウアセンブリは、適切なサイズの絶縁性基板材料のシートまたはパネルを含む。絶縁性基板材料のシートまたはパネルは、好ましくはガラスであり、より好ましくは、良好な日照調整能力を有する、薄い色が着色されたまたは被覆されたソーダ石灰シリカガラスである。

シール構造体は、任意の適切な手段により、基板材料のシートまたはパネルの周縁部の少なくとも一部を取り囲むように成形される。好ましくは、シール構造体は射出成形される。本発明に有用な他の可能性のある成形方法としては、押出または反応射出成形（ＲＩＭ）がある。

多くの既知のサンルーフシールアセンブリでは、バルブシールが後付けされる、アセンブリの一体化部分のベース部には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が使用される。ＰＶＣはコスト的には魅力的であるが、ガラスなどの材料に接着させることは難しい。したがって、本発明では、ガラスへの接着がより容易であり、コスト効率が高く、かつ本発明のワンピース型すなわち一体型のシール構造体としての役割を果たすのに十分な柔軟性を有する、１若しくは複数の様々な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）材料を使用することが好ましい。１つの好ましいＴＰＥ材料は、バイケム社（Vi-Chem Corporation）からＳｅｖｒｅｎｅ（登録商標）という商標名で販売されているスチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＥＢＳ）材料である。本発明のシール構造体として用いることが可能な他の適切な材料には、Ｉｎｖｉｓｉｏｎ（商標）、Ｆｏｒｐｒｅｎｅ（商標）、Ｄｕｒａｇｒｉｐ（商標）、Ｄｙｎａｆｌｅｘ（商標）、Ｋｒａｔｏｎ（商標）、Ｋｒａｌｂｕｒｇ（商標）、Ｉｎｔｅｒｉｏｎ（商標）、Ｎｅｘｐｒｅｎｅ（商標）、Ｖｅｒａｌｌｏｙ（商標）及びＧＬＳ（商標）の商標名で販売されている市販製品が含まれる。

自己係合型の一体型シール構造体を含む材料の硬度は、６０〜９０ショアＡであることが望ましいことが分かっている。前記硬度は、７５〜８５ショアＡであることがより好ましい。また、一体型シール構造体の材料は、耐久性を有することが望ましい。特に、ひっかき傷／傷に対する耐性を有し、かつＵＶ放射への暴露による劣化に対する耐性を有することが望ましい。本発明のウィンドウアセンブリの様々な形態が、添付図面に示されている。

図１は、本発明の一実施形態にかかる自己順応性の非係合型シール構造体１０を示す。シール構造体１０は、絶縁性基板材料１２の周縁部に成形されている。シール構造体１０は、その接合面１４が基板材料１２に接着されている。図示のように、接合面１４は、絶縁性基板の主面１８の周縁部と、絶縁性基板の周縁部端面２０とに接着され、いわゆる２面のカプセル化（一体化）を形成する。絶縁性基板の片方の主面１８の周縁部への接合（１面のカプセル化）や、絶縁性基板の両主面の周縁部及び周縁部端面への接合（３面のカプセル化）も、本発明の範囲内である。

リップ部分２４が、自己順応性の非係合型シール構造体１０のベース部分２２から、湾曲した形状でかつ車体金属シート２６とシール係合を形成することができる距離で延出して形成されている。リップ部分２４は、絶縁性基板１２と車体開口部の縁部を形成している金属シート２６との間の距離よりも少なくとも２００％大きい長さを有することが好ましいことが分かっている。シール構造体１０から車体金属シート２６に対して作用する力は、一定の大きさの正のシール力を維持するのに十分な大きさにすべきであり、一定の大きさの正のシール力を提供するためには２．２Ｎ／１００ｍｍ（０．５０ｌｂｆｔ／１００ｍｍ）ないし２６．６Ｎ／１００ｍｍ（６ｌｂｆｔ／１００ｍｍ）にするのが好ましいことが分かっている。上記の目的を達成するためには、本明細書中において説明する自己順応性の非係合型シール構造体１０を、７５〜８５ショアＡの範囲の硬度を有するＴＰＥ−ＳＷスチレンブロックコポリマーから作製することが好適である。上記のパラメータの範囲内のシール構造体は、固定式ウィンドウアセンブリ及び可動式ウィンドウアセンブリの両方において適切なシール構造体としての役割を果たすことができる。

本発明の自己順応性の非係合型シール構造体１０の変形例を、図８に示す。図８に示すシール構造体のさらなる機構は、本体部分３０から、車体開口部を画定する金属シート（図示せず）の方向に延設されたオス型係止部３２である。オス型係止部３２は、リップ部分３４が所定の量を超えて圧縮されたり変形したりすることを防止すると共に、リップ部分３４の圧縮量に再現性を与える。オス型係止部３２はまた、車体開口部を画定する金属シートに対するリップ部分３４のシール力を高めることができる。他の重要な点については、自己順応性の非係合型シール構造体１０のこの変形例は、オス型係止部機構を有していない自己順応性の非係合型シール構造体１０と実質的に同様である。

図２は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態では、ウィンドウアセンブリは、接合面４４と、ベース部分４０と、湾曲状リップ部分４２とからなる基本的機構に加えて、リップ部分４２の遠位端４６またはその近傍にメス係合部４８（詳細については後述する）を有する。また、オス型係合部５０が、ベース部分４０におけるリップ部分４２が延設された位置とは別の位置から延出して形成されている。オス型係合部５０及びメス型係合部４８の主要目的は、シール構造体が車体金属シートに押し付けられた際に、図４に示すようにオス型係合部５０及びメス型係合部４８が互いに係合してリップ部分から車体金属シートへ正のシール力が加えられるという、シール構造体の再現性のある変形を提供することである。係脱自在係合機構（４８、５０）を有するこの自己係合型シール構造体のシール力は、８．８Ｎ／１００ｍｍ（２ｌｂｆｔ／１００ｍｍ）ないし２６．６Ｎ／１００ｍｍ（６ｌｂｆｔ／１００ｍｍ）であることが好ましいことが分かっている。係脱自在係合機構（４８、５０）を有するこの自己係合型シール構造体は、再現性のあるシール能力を有するので、可動式ウィンドウアセンブリに特に有用である。

図３は、本発明の一体化されたウィンドウアセンブリのさらなる別の実施形態を示す。この実施形態では、ウィンドウアセンブリは、接合面と、ベース部分と、湾曲状のリップ部分６２と、ベース部分４０におけるリップ部分６２が延設された位置とは別の位置から延出して形成されたオス型係合部６８と、湾曲状のリップ部分６２に形成されたメス型係合部６６とを含む。オス型係合部６８及びメス型係合部６６の位置は、主として、リップ部分６２がベース部分６０に向かって押し込まれた（圧縮された）際に両者が互いに係合できるように決定される。この実施形態では、オス型係合部６８及びメス型係合部６６はロック可能に互いに係合することができるので、最初の係合後は、再現性のある正のシール力が提供される。自己係合型シール構造体のリップ部分６２とベース部分６０との間には開放部分７０が形成される。開放部分７０は、正のシール力を提供すると共に、ウィンドウアセンブリの基板の縁部と本発明のウィンドウアセンブリが取付けられる本体開口部を画定する金属シートとの間に形成される隙間のサイズの変化に適合する柔軟性を提供する。このことは、係脱可能な自己係合型シール構造体及びロック可能な自己係合型シール構造体の両方について言える。互いにロック可能なオス型係合部６８及びメス型係合部６６を有する自己係合型シール構造体は、特に、可動式の車両ウィンドウアセンブリに適している。

ロック可能な自己係合型シール構造体に関しては、オス型係合部６８及びメス型係合部６６の位置を変更することは本発明の範囲内であり、図９に示すように、オス型係合部６８をリップ部分６２の遠位端６８に設け、かつメス型係合部６６をベース部分に設け、両者が互いに係合するように構成することもできる。

図４は、例えば、取外し可能なサンルーフパネル８０が図５に示すように車体開口部に取付けられ、かつ図６に示すように閉位置にある場合に、図２の自己係合型シール構造体のオス型係合部５０及びメス型係合部４８が互いに係合した状態を示す。

図７は、（取外し可能なサンルーフとは対照的に）開閉式サンルーフ９０の開放状態を示す。この構造では、図１、図２、図３及び図８のシール構造体は、それらの図における図示した位置にある。

本発明の様々な実施形態について図示及び説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者に公知の種々の変更及び修正を加えることできる。したがって、本発明は本明細書に記載された詳細に限定されるものではなく、これらの変更及び修正は全て本発明に含まれるものとする。

Claims (15)

1. 一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   少なくとも１つの主面及び該主面を取り囲む周縁部端面を有する絶縁性基板と、
   前記基板の少なくとも周縁部に成形された自己順応型のシール構造体とが一体化されており、
   前記シール構造体が、
   前記絶縁性基板の１若しくは複数の前記面に密接接合する少なくとも１つの接合面を有するベース部分と、
   前記一体化されたウィンドウアセンブリの端部と前記一体化されたウィンドウアセンブリが取付けられる車体開口部を画定する金属シートの周縁部との間の隙間をシールすべく、前記ベース部分から湾曲状に延出して形成されたリップ部分とを有し、
   前記車体開口部を画定する前記金属シートの前記周縁部に対して２．２Ｎ／１００ｍｍないし２６．６Ｎ／１００ｍｍの大きさのシール力が作用するように、前記シール構造体が６０ないし９０ショアＡの硬度を有する熱可塑性エラストマー材料から構成されたことを特徴とするアセンブリ。
2. 請求項１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記シール構造体の材料が、ＳＥＢＳ系の熱可塑性エラストマー材料を含むことを特徴とするアセンブリ。
3. 請求項１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記熱可塑性エラストマー材料の硬度が、７５ないし８５ショアＡであることを特徴とするアセンブリ。
4. 請求項１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記シール構造体から前記車体開口部を画定する前記金属シートの前記周縁部に作用するシール力の大きさが、８．８Ｎ／１００ｍｍないし２６．６Ｎ／１００ｍｍであることを特徴とするアセンブリ。
5. 請求項１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記リップ部分が所定量変形したときに前記リップ部分に強制的に接触するように、前記ベース部分から前記リップ部分に向かって延出して形成されたオス型係止部をさらに有することを特徴とするアセンブリ。
6. 一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   互いに対向する一対の主面及び該主面を取り囲む周縁部端面を有する絶縁性基板と、
   前記基板の周縁部に成形された自己係合型シール構造体とが一体化されており、
   前記シール構造体が、
   前記絶縁性基板の１若しくは複数の前記面に密接接合する少なくとも１つの接合面を有するベース部分と、
   前記ベース部分から湾曲状に延出して形成されたリップ部分と、
   前記リップ部分の遠位端またはその近傍に形成されたメス型係合部と、
   前記ベース部分から、前記リップ部の変形時に前記メス型係合部と選択的に係合可能となるような方向に延出して形成されたオス型係合部とを有し、
   前記シール構造体が、６０ないし９０ショアＡの硬度を有する熱可塑性エラストマー材料から構成されたことを特徴とするアセンブリ。
7. 請求項６に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記リップ部分が、前記車体開口部を画定する前記金属シートの前記周縁部に対して２．２Ｎ／１００ｍｍないし２６．６Ｎ／１００ｍｍの大きさのシール力を作用させるように構成されたことを特徴とするアセンブリ。
8. 請求項６に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記自己係合型シール構造体が、スチレンブロックコポリマー系の熱可塑性エラストマー材料を含むことを特徴とするアセンブリ。
9. 請求項６に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
   前記自己係合型シール構造体が、ＳＥＢＳ系の熱可塑性エラストマー材料を含むことを特徴とするアセンブリ。
10. 請求項１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
    前記シール構造体の前記リップ部分が、前記絶縁性基板と前記車体開口部を画定する前記金属シートとの間の距離よりも少なくとも２００％大きい長さを有することを特徴とするアセンブリ。
11. 一体化されたウィンドウアセンブリであって、
    互いに対向する一対の主面及び該主面の終端位置に形成された周縁部端面を有する絶縁性基板と、
    前記基板の周縁部に成形されたロック可能な自己係合型シール構造体とが一体化されており、
    前記シール構造体が、
    前記絶縁性基板の１若しくは複数の前記面に密接接合する少なくとも１つの接合面を有するベース部分と、
    前記ベース部分から湾曲状に延出して形成されたリップ部分と、
    前記リップ部分の遠位端またはその近傍に配設されたロック可能なメス型係合部と、
    前記ベース部分から、前記リップ部の変形時に前記メス型係合部と選択的に係合可能となるような方向に延出して形成されたロック可能なオス型係合部とを有し、
    前記シール構造体が、６０ないし９０ショアＡの硬度を有する熱可塑性エラストマー材料から構成されたことを特徴とするアセンブリ。
12. 請求項１１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
    前記ベース部分に前記ロック可能な前記メス型係合部を配置し、
    前記リップ部分の遠位端に前記オス型係合部を配置したことを特徴とするアセンブリ。
13. 請求項１１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
    前記自己係合型シール構造体が、ＳＥＢＳ熱可塑性エラストマー材料を含むことを特徴とするアセンブリ。
14. 請求項１１に記載の一体化されたウィンドウアセンブリであって、
    前記シール構造体の前記リップ部分が、前記絶縁性基板と前記車体開口部を画定する前記金属シートとの間の距離よりも少なくとも２００％大きい長さを有することを特徴とするアセンブリ。
15. 車体の金属シートに形成された開口部に、請求項６に記載の一体化されたウィンドウアセンブリを取付ける方法であって、
    前記ウィンドウアセンブリの前記シール構造体を、前記車体の前記金属シートの少なくとも一部とシール接触させるステップと、
    前記一体化されたウィンドウアセンブリの前記シール構造体の前記リップ部分を前記ベース部分の方向に押し込み、前記リップ部分に形成された前記メス型係合部を前記シール構造体の前記ベース部分から延出して形成された前記オス型係合部に対して係合させることによって、互いに係合された前記リップ部と前記ベース部との間に開放部分を形成するステップとを含み、
    前記押し込まれたリップ部分により、前記ウィンドウアセンブリの前記基板の縁部と前記車体の前記金属シートとの間の隙間を埋めるようにしたことを特徴とする方法。

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