JP2019127952A - 弾性シール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】粒子のみで構成された表面処理部によって摺動抵抗を低減できる弾性シール部材を提供する。【解決手段】ウェザーストリップ１０は、弾性材料で構成されたウェザーストリップ本体１１と、ウェザーストリップ本体の表面の少なくとも一部に形成され、複数の粒子１２ａで構成された表面処理部１２とを有する。粒子の一部分は、ウェザーストリップ本体に埋め込まれ、粒子の一部分以外の粒子の他部分は、ウェザーストリップ本体から露出される。【選択図】図１

Description

本発明は、ドアの周囲及び窓ガラスの周囲等にある車体の隙間を封止する弾性シール部材に関する。

従来から、弾性シール部材として、ウェザーストリップが知られている。ウェザーストリップは、ドアの周囲及び窓ガラスの周囲等にある車体の隙間から風雨、砂埃の進入を防止するため又は遮音効果を高めるために使用される長尺状のゴムシール部材である。

例えば、可動式サンルーフのルーフガラスの周縁に装着されるウェザーストリップは、ルーフガラスの開閉動作に伴い、車体パネル（ルーフパネル）の開口の周縁（以下、「被摺動接触部分」とも称呼される。）に圧接し且つ摺動接触する摺動接触部分を有する。このようなウェザーストリップの摺動接触部分は、振動等によるこすれの防止、及び、ルーフガラスの開閉動作を容易にする等の観点から摺動抵抗を低くすることが好ましい。

そこで、ウェザーストリップ（摺動接触部分）の摺動抵抗を低減することを目的として、表面処理によって、ウェザーストリップの表面に、被摺動接触部分と直接接触する粒子による凸部（凹凸部）を含む表面処理部を、形成することが行われている。この表面処理部は、例えば、粒子及び粒子を固定するためのバインダ樹脂で構成されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照。）。

特開２００６−１５２１６９号公報 特開２００４−２９９６４０号公報

表面処理部によって、弾性シール部材の摺動抵抗を低減する効果は、実質的には、弾性シール部材の表面に固定された粒子による凸部が被摺動接触部分と直接接触することにより得られる。このため、バインダ樹脂は当該効果を奏するために必要な材料ではない。寧ろ、表面処理部にバインダ樹脂を用いた場合、その分コストが増加してしまうので好ましくない。

しかしながら、表面処理部にバインダ樹脂を用いない場合、弾性シール部材の表面に粒子を固定することができない。従って、粒子のみで構成された表面処理部によって弾性シール部材の摺動抵抗を低減することは困難であった。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、粒子のみで構成された表面処理部によって摺動抵抗を低減できる弾性シール部材（以下、「本発明弾性シール部材」と称呼される場合がある。）を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明弾性シール部材は、弾性材料で構成された本体部と、前記本体部の表面の少なくとも一部に形成され、複数の粒子で構成された表面処理部と、を有し、前記粒子の一部分は、前記本体部に埋め込まれ、前記粒子の一部分以外の前記粒子の他部分が前記本体部から露出される。

本発明弾性シール部材の一態様において、前記粒子の一部分は、尖った角を含む形状を含み、前記尖った角が前記本体部に刺し込まれることにより、前記粒子の一部分が前記本体部に埋め込まれる。

本発明弾性シール部材の一態様において、前記本体部の表面の少なくとも一部は、細孔を含み、前記細孔に、粒子の一部分が嵌ることにより、前記粒子の一部分が前記本体部に埋め込まれる。

本発明弾性シール部材の一態様において、粒子の材料は、シリコーン樹脂である。

本発明によれば、粒子のみで構成された表面処理部によって摺動抵抗を低減できる。

図１は、本発明の実施形態に係る弾性シール部材がガラスに装着された状態を示す概略断面図である。 図２は、弾性シール部材の表面処理部を示す拡大断面図である。 図３は、参考例の弾性シール部材の表面処理部を示す拡大断面図である。 図４は、弾性シール部材の変形例の表面処理部を示す拡大断面図である。 図５は、弾性シール部材の変形例の表面処理部を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る弾性シール部材について図面を参照しながら説明する。

（構成）
本発明の実施形態に係る弾性シール部材は、サンルーフ用のウェザーストリップである。図１に示されるように、ウェザーストリップ１０は、図示しない車体パネル（ルーフパネル）の開口に対して開閉自在に取り付けられた略矩形の平面形状を有するガラス２０（具体的に述べると、ルーフガラス）の周縁に取り付けられたウレタン樹脂製のリム２１に装着される。

尚、リム２１は、ガラス２０の周縁及び周縁に連続する下面の一部に密着するように、ガラス２０の周部を支持する支持部材である。リム２１は、ガラス２０を保持するためのホルダ２２の一部に取り付けられることにより固定されている。リム２１は、ウェザーストリップ１０が装着される被装着部２１ａを有する。

ウェザーストリップ１０は、樹脂製の長尺状の弾性部材である。ウェザーストリップ１０は、ウェザーストリップ本体１１と、表面処理部１２とを含む。なお、ウェザーストリップ本体１１は、便宜上、「本体部」とも称呼される。

（ウェザーストリップ本体）
ウェザーストリップ本体１１の材料（樹脂材料）としては、周知のウェザーストリップと同様の弾性材料（具体的に述べるとゴム材料）を用いることができる。より具体的に述べると、ウェザーストリップ本体１１の材料としては、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）を用いることができる。

ウェザーストリップ本体１１は、所定の長手方向に沿って延びている。図１では、ウェザーストリップ本体１１は、ガラス２０の周縁に沿って（紙面の奥行方向に沿って）延びている。ウェザーストリップ本体１１の長手方向に直交する断面形状は、ウェザーストリップ本体１１の長手方向のいずれの位置においても略同一である。ウェザーストリップ本体１１は、長手方向に直交する短手方向の略中心に引いた仮想の基準線Ｐ１を境界として区分された取付基部１１ａと、中空シール部１１ｂとを含む。

取付基部１１ａの長手方向に直交する断面形状は、略コ字状であり、リム２１の被装着部２１ａを受け入れる空隙１１ａ１を有する。取付基部１１ａの空隙１１ａ１とリム２１の被装着部２１ａとが嵌合されることにより、取付基部１１ａは、リム２１の被装着部２１ａに嵌着される。これにより、ウェザーストリップ本体１１（ウェザーストリップ１０）は、リム２１に固定される。

ウェザーストリップ本体１１の中空シール部１１ｂの一部は、ルーフパネルの開口の周縁（図示省略）に圧接し且つ摺動する摺動接触部分を有する。摺動接触部分を含むウェザーストリップ本体１１の表面の一部には、表面処理部１２が形成されている。

（表面処理部）
図２に示されるように、表面処理部１２は、複数の粒子１２ａで構成されている。表面処理部１２を構成する粒子１２ａの一部分は、ウェザーストリップ本体１１に埋め込まれている。

具体的に述べると、粒子１２ａの一部分は、ウェザーストリップ本体１１に埋め込まれており、ウェザーストリップ本体１１の表面に固定されている。つまり、粒子１２ａは、バインダ樹脂等を介することなく、ウェザーストリップ本体１１の表面に直接固定されている。粒子１２ａの当該一部分以外の粒子１２ａの他部分（以下、「露出部」と称呼される。）はウェザーストリップ本体１１から露出されている。

表面処理部１２は、粒子１２ａの露出部によって形成された凹凸形状を有する。この凹凸形状は、粒子１２ａの露出部による凸部と粒子１２ａの露出部による凹部とによる凹凸（即ち、露出部の高さの違いにより形成される凹凸）、及び、粒子１２ａの露出部による凸部とウェザーストリップ本体１１表面による凹部とによる凹凸の少なくとも一つを含む。なお、複数の粒子１２ａの露出部は、ウェザーストリップ本体１１表面を完全に覆っていてもよく、複数の粒子１２ａの露出部の間から、ウェザーストリップ本体１１表面が露出していてもよい。

粒子１２ａの材料としては、例えば、優れた摺動性を有し且つクッション性を有する樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂）を用いることができる。粒子１２ａの材料としては、ウェザーストリップ本体１１に埋め込まれやすくなる観点から、ウェザーストリップ本体１１より硬い樹脂材料であることが好ましい。

粒子１２ａは、一部分がウェザーストリップ本体１１に刺し込まれることにより、粒子１２ａの一部分がウェザーストリップ本体１１に埋め込まれる。従って、粒子１２ａの形状としては、角を含む形状であることが好ましい。具体的に述べると、粒子１２ａの角を含む形状としては、例えば、針状、繊維状、板状、又は、角を含む不定形状が挙げられる。

粒子１２ａの大きさは、特に限定されないが、典型的には、粒子１２ａは、例えば、ナノ粒子又はミクロン粒子からなる微粒子である。なお、本明細書では、ナノ粒子とは、一次粒子径がナノサイズである微粒子のことをいう。ナノサイズとは、典型的には、一次粒子径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満程度の大きさのことをいう。ミクロン粒子とは、典型的には、一次粒子径が１μｍ以上１０００μｍ未満程度の大きさのことをいう。

粒子１２ａの形状としては、針状等の尖った角を含む形状であることが好ましい。粒子１２ａの尖った角を含む一部分がウェザーストリップ本体１１に刺し込まれやすくなることにより、粒子１２ａの尖った角を含む一部分が、ウェザーストリップ本体１１に埋め込まれやすくなるからである。

ウェザーストリップ１０がルーフパネルの開口の周縁とリム２１との間の隙間を封止する場合、表面処理部１２はルーフパネルの開口の周縁に圧接する。この際、中空シール部１１ｂは、リム２１とルーフパネルの開口の周縁との間の隙間を閉塞するように変形する。これにより、ウェザーストリップ１０は、ルーフパネルの開口の周縁とリム２１との間の隙間を封止する。

（ウェザーストリップ製造方法）
上述したウェザーストリップ１０は、次のように製造することができる。

（本体製造工程）
まず周知の手法（例えば、押し出し成型）によって、図１に示された断面形状を有し、長尺状のウェザーストリップ本体１１を作製する。

（まぶし工程）
次に、ウェザーストリップ本体１１の所定領域（上述した摺動接触部分を含むウェザーストリップ本体１１の表面の一部）に粒子１２ａをまぶす。このとき、少なくとも当該所定領域が粒子１２ａで埋め尽くされるまで（例えば、所定領域が粒子１２ａで完全に被覆されるまで）、粒子１２ａをまぶす。

（押し付け工程）
次に、押し付け部材（図示省略）を用いて、粒子１２ａに荷重を加えてウェザーストリップ本体１１に押し付ける。これにより、粒子１２ａの一部分がウェザーストリップ本体１１の所定領域に刺さることにより、所定領域に埋め込まれる。その結果、粒子１２ａは、ウェザーストリップ本体１１の表面に固定される。
以上により、ウェザーストリップ１０を製造することができる。

なお、まぶし工程では、市販されているシリコーン樹脂粒子等をウェザーストリップ本体１１の所定領域にまぶしてもよい。また、所定領域にまぶされた粒子の中には、所定領域に埋め込まれるような形状を有さない粒子（例えば球形粒子）が存在していてもよい。また、押し付け工程では、所定領域にまぶされた粒子が荷重を加えられた状態でウェザーストリップ本体１１の所定領域内を摺動するように、押し付け部材で粒子を所定領域に押し付けてもよい。つまり、押し付け工程では、所定領域にまぶした粒子を所定領域に擦り付けてもよい。このようにして粒子を所定領域に擦り付けることにより、所定領域に刺さるような形状を有する粒子が選択的に所定領域に刺さって埋め込まれる。また、所定領域に刺さるような形状を有さない粒子（例えば球形粒子）は、所定領域に刺さることなく所定領域から脱落する。

（効果）
本発明の実施形態に係る弾性シール部材（以下、「本弾性シール部材」と称呼される場合がある。）は次のような効果を奏する。即ち、本弾性シール部材は、粒子１２ａのみで構成され、粒子１２ａの露出部による凸部（以下、「粒子凸部」と称呼される。）を含む凹凸を有する表面処理部１２を有する。

本弾性シール部材は、摺動性の良好な粒子の粒子凸部が被摺動接触部部分（ルーフパネルの開口の周縁）と直接接触するので、摺動抵抗を低減できる。更に、本弾性シール部材は、凹凸によって被摺動接触部分と接触する接触面積を低減できるので、摺動抵抗を更に低減できる。その結果、ルーフガラスが振動等で動いたり、ルーフガラス自体が動いたりした場合の、被摺動接触部分（ルーフパネルの開口の周縁）に対する摺動性を向上できる。

更に、本弾性シール部材は、砂埃が封止対象となる隙間に入った場合に、砂埃が隣接する粒子凸部の間に入ることにより、砂埃とルーフパネルの周縁（被摺動接触部分）とが直接摺動接触することを防止できる。これにより、砂埃（特に砂）とルーフパネルの周縁とが直接摺動接触することによって発生する雑音を防止する効果を得ることもできる。

なお、図３に示されるように、ウェザーストリップ本体１１１の表面にバインダ樹脂１１４及び粒子１１２ａで構成された表面処理部１１２を有する参考例の弾性シール部材１００では、次のような問題が生じていた。即ち、弾性シール部材１００の表面処理部１１２を形成するためには、粒子１１２ａを固定するためのバインダ樹脂１１４が必要になってしまう。これに対して、本弾性シール部材は、バインダ樹脂１１４を必要としないので、バインダ樹脂１１４分のコストを低減できる。

更に、弾性シール部材１００の表面処理部１１２を形成するためには、特別な設備が必要になってしまう。即ち、例えば、バインダ樹脂１１４と粒子１１２ａとを有機溶剤に溶かして塗布溶液を調製し、調製した塗布溶液を塗布及び乾燥するための特別な設備が必要になってしまう。また、揮発性有機溶剤の排気や熱を加えるための設備が必要になってしまう。

これに対して、本弾性シール部材は、粒子１２ａのみにより粒子凸部を含む凹凸を有する表面処理部１２を形成できるので、そのような特別な設備は不要である。更に、本弾性シール部材は、製造工程にて乾燥工程が必要ないので、表面処理部１２の形成時間を短縮できる。これらの結果、本弾性シール部材の製造コストを低下できる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。

また、上記実施形態では、図１に示されるように、粒子１２ａの一部分が針状に形成されていて、針状に形成された部分がウェザーストリップ本体１１の表面に固定されているが、図４に示すような角部を有する粒子１２ａの角部がウェザーストリップ本体１１の表面に固定されていてもよい。

本発明の実施形態に係る弾性シール部材は、例えば、封止対象の空隙を形成する空隙形成部に摺動接触される摺動接触部を有する他の弾性シール部材にも適用可能である。このような他の弾性シール部材としては、例えば、自動車のドア周縁に沿って取り付けられるドアウェザーストリップ等が挙げられる。

本発明の実施形態に係る弾性シール部材（ウェザーストリップ１０）は、ウェザーストリップ本体１１の表面処理部１２が形成される領域がスポンジ状の細孔１１ｃを有していてもよい。この場合、図５に示すように、その細孔１１ｃに粒子１２ａの一部が嵌ることにより、粒子１２ａの一部分が埋め込まれることにより、粒子１２ａがウェザーストリップ本体１１の表面に固定されるようにしてもよい。この場合、粒子１２ａの形状は、角を含む形状であってもよいし、球状、又は、楕円球状等の角を含まない形状であってもよい。

１０…ウェザーストリップ、１１…ウェザーストリップ本体、１１ａ…取付基部、１１ａ１…空隙、１１ｂ…中空シール部、１１ｃ…細孔、１２…表面処理部、１２ａ…粒子

Claims (4)

1. 弾性材料で構成された本体部と、
   前記本体部の表面の少なくとも一部に形成され、複数の粒子で構成された表面処理部と、
   を有し、
   前記粒子の一部分は、前記本体部に埋め込まれ、前記粒子の一部分以外の前記粒子の他部分が前記本体部から露出された、弾性シール部材。
2. 請求項１に記載の弾性シール部材において、
   前記粒子の一部分は、尖った角を含む形状を含み、
   前記尖った角が前記本体部に刺し込まれることにより、前記粒子の一部分が前記本体部に埋め込まれた、弾性シール部材。
3. 請求項１に記載の弾性シール部材において、
   前記本体部の表面の少なくとも一部は、細孔を含み、
   前記細孔に、粒子の一部分が嵌ることにより、前記粒子の一部分が前記本体部に埋め込まれた、弾性シール部材。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の弾性シール部材において、
   前記粒子の材料は、シリコーン樹脂である、弾性シール部材。

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