JP2021075099A - 樹脂ウインドウ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のルーフに設ける樹脂ウインドウ構造において、樹脂パネルをルーフサイドレールのフランジ部に接着する場合に、適切な接着力を確保するため接着剤を十分な幅で塗布する結果、樹脂パネルの面方向の変位に対して接着剤塗布部の柔軟性が低下して劣化が進行しやすくなる。【解決手段】樹脂パネル１０に突出部１１を設けて接着剤６の塗布幅６ａを小さくして、樹脂パネル１０の熱伸縮による面方向の変位に対してその柔軟性を高める。柔軟性を高めることで、その劣化を抑制するとともに、剥離応力及びせん断応力を小さくして接着力の耐久性を高めることができる。【選択図】図２

Description

本開示は、樹脂ウインドウ構造に関する。樹脂ウインドウ構造は、例えば自動車等の車両のルーフに用いられる。

樹脂ウインドウは、近年、車両の軽量化を図るためにルーフ等の鋼板や板ガラスに代えて用いられる。車両のルーフに樹脂ウインドウの樹脂パネルを取り付けるための技術が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１の樹脂パネルは、自動車ボディのサンルーフ周縁に形成されているステーに接着剤によって接着される。接着剤は、せん断方向に弾性変形可能な弾性接着剤である。樹脂パネルの縁部とステーとの間に沿ってウエザーストリップが装着されている。このウエザーストリップが車両ボディの開口端部に弾接されて、樹脂パネルと車両ボディとの間のシール性が確保されている。

特許第４２６９２１７号公報

しかしながら、樹脂パネルが大型化する傾向があり、より大きな熱伸縮が樹脂パネルに生じることがある。この場合、樹脂パネルが弾性接着剤から剥がれる恐れがあり、弾性接着剤から剥がれることで車両ボディとのシール性が低下する恐れがある。これを避けるために弾性接着剤の幅を広くすることも考えられるが、この場合、接着剤の量が多くなってしまう。そのため樹脂パネルの熱伸縮を効果的に吸収しつつ、樹脂パネルをボディに強固に締結できる構造が従来必要とされている。

本開示の１つの特徴によると、樹脂ウインドウ構造は、樹脂パネルと、樹脂パネルによって塞がれる開口部を有するボディを有する。樹脂パネルは、弾性変形可能な接着剤によってボディの開口部の周縁に沿って接着される。樹脂パネルには、接着剤内に突出して接着剤との接着面積を拡大する突出部が設けられる。または樹脂パネルには、接着剤との接着面積を拡大する凹部が設けられる。

従って、突出部または凹部により接着剤による樹脂パネルのボディに対する接着力が高められる。その結果、接着剤の塗布幅を従来よりも小さくすることができる。接着剤は、幅が狭いことで弾性変形しやすい。そのため接着剤は、樹脂パネルの熱伸縮を効果的に吸収できる。一方、突出部によって樹脂パネルと接着剤との接着面積が大きくなっている。そのため樹脂パネルがボディに対して強固に締結される。その結果、樹脂パネルとボディとの間のシール性が確保される。

本開示の他の特徴によると、突出部は、樹脂パネルと一部材で形成される。従って、別部材とした場合に比して、構成及び組付け性の簡略化を図ることができる。

本開示の他の特徴によると、突出部は、樹脂パネルの裏面に対して直交する直交線に対して傾斜角度を有する。従って、樹脂パネルが接着剤に対して厚み方向に剥がれる力に対して突出部が傾いている。その結果、樹脂パネルの接着剤に対する剥離耐性が高くなっている。

本開示の他の特徴によると、突出部の傾斜角度は、直交線に対して樹脂パネルの端縁から離間する方向に傾斜する。樹脂パネルが熱膨張する際、接着剤は樹脂パネルの端縁側へ倒れるように変形する。この時、突出部は、厚み方向に対してより大きく傾く。すなわち樹脂パネルが接着剤に対して厚み方向に剥がれる力に対して突出部がより大きく傾く。その結果、樹脂パネルの接着剤に対する剥離耐性がより高くなる。

本開示の他の特徴によると、突出部は、側面と、側面から突き出す係合部を有する。従って、突出部の接着剤からの離脱がより確実に防止されて、当該接着剤の樹脂パネルからの剥離がより確実に回避される。

本開示の他の特徴によると、突出部は、樹脂パネルの端縁に向けて突き出す係合部を有する。従って、突出部が樹脂パネルの端縁から離間する方向に傾斜し、係合部が樹脂パネルの端縁に向けて突き出す。かくして突出部と係合部は、共同して両方向に突出する。そのため樹脂パネルが熱膨張する際は、突出部によって樹脂パネルの接着剤に対する剥離耐性が高くなる。樹脂パネルが熱収縮する際は、係合部によって樹脂パネルの接着剤に対する剥離耐性が高くなる。

樹脂ウインドウを有する車両ボディの全体斜視図である。 図１中(II)-(II)線断面矢視図であって、第１実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の断面図である。 第１実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の断面図である。本図は、樹脂パネルが熱膨張により面方向に変位した状態を示している。 従来の樹脂ウインドウの右縁部の断面図である。 従来の樹脂ウインドウの右縁部の断面図である。本図は、樹脂パネルが熱膨張により面方向に変位した状態を示している。 第２実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。 第３実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。 第４実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。 第５実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。 第６実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。 第７実施形態に係る樹脂ウインドウの右縁部の縦断面図である。

次に、本開示の実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１に示すように車両ボディ１のルーフ２に樹脂ウインドウ３が設けられている。樹脂ウインドウ３は、ルーフ２に設けた開口部４を、樹脂製で黒色半透明の樹脂パネル１０により塞いだ構成を有している。開口部４は、前側のフロントヘッダ、後側のリヤヘッダ、左右のルーフサイドレールにより区画されている。以下、開口部４の右縁部を区画する右側のルーフサイドレール５に対する樹脂パネル１０の結合部を例示する。

樹脂パネル１０は矩形平板形状を有している。樹脂パネル１０は、開口部４の周縁に沿って接着されている。樹脂パネル１０の右縁部は、接着剤６によりルーフサイドレール５のフランジ部５ａに沿って接着されている。本実施形態では、接着剤６として、主として樹脂パネル１０の面方向（せん断方向）に弾性変形可能なウレタン接着剤が用いられている。接着剤６の塗布幅６ａは、図２中二点鎖線で示す従来の塗布幅６ｂよりも小さくなっている（塗布幅６ａ＜塗布幅６ｂ）。

樹脂パネル１０の下面には、突出部１１が設けられている。樹脂パネル１０の同じ平坦な面であれば、接着剤６の塗布幅（６ａ，６ｂ）を大きくするほど接着面積が大きくなるため接着力が高められる。突出部１１の分だけ接着面積が拡大されることにより、接着力を低下させることなく、塗布幅６ａを小さくすることができる。

第１実施形態に係る突出部１１は、樹脂パネル１０の下面から下方へ向けて突き出すリブ形を有している。突出部１１は、接着剤６による接着部位に沿って連続的に設けられている。突出部１１は、接着剤６の塗布部に設けられているため、接着剤６に突き刺さるように進入している。

第１実施形態に係る突出部１１は、樹脂パネル１０の下面に直交する直交線Ｖに対して内周側（突出先端側が面方向の右端縁から離間する方向、図２において左方）に約４５°傾斜している。

ルーフサイドレール５のフランジ部５ａの上面には、接着剤６の接着力を高めるためのプライマと称される下地材５ｂが塗布されている。下地材５ｂの塗布部を介してフランジ部５ａに接着剤６が塗布されている。

突出部１１の表面にも同様の下地材１１ａが塗布されている。下地材１１ａにより突出部１１に対する接着剤６の接着力がより高められている。また、樹脂パネル１０の下面にも所定の範囲で下地材が塗布されている。樹脂パネル１０と接着剤６との間、ルーフサイドレール５のフランジ部５ａと接着剤６と間であって、接着剤６の塗布部には、通常通り下地材が塗布されている。

以上説明した樹脂ウインドウ３によれば、樹脂パネル１０は、熱伸縮により面方向（放射方向）に変位する。図３中白抜き矢印で示すように、樹脂パネル１０が熱膨張によりルーフサイドレール５との間を隙間５ｃを狭める側（面方向の伸長側）へ変位すると、接着剤６が外側へ弾性変形する。接着剤６のフランジ部５ａに対する塗布部は変位せず、樹脂パネル１０に対する塗布部は右方へ変位する。

接着剤６の塗布幅６ａは、従来の塗布幅６ｂよりも小さな幅になるようその塗布幅が抑制されている。このため、樹脂パネル１０の面方向の変位に伴って接着剤６が従来よりもスムーズに弾性変形する。

接着剤６には、突出部１１が進入している。このため、接着剤６の樹脂パネル１０側に対する接着面積が突出部１１の表面積の分だけ拡大されている。これにより、接着剤６の塗布幅６ａを従来よりも小さくしても、樹脂パネル１０に対する十分な接着力が確保されている。

従来、充分な接着力を確保するために接着剤６の塗布幅（接着面積）６ｂが設定されていたが、本実施形態では突出部１１を設けることで接着剤６の接着面積を確保し、その分接着剤６の塗布幅６ａを従来よりも小さくすることができる。

接着剤６の塗布幅６ａを小さくすることにより、樹脂パネル１０の面方向への変位（撓み）がスムーズになされる。このため、樹脂パネル１０の熱伸縮による面方向の変位が無理なく吸収される。接着剤６がスムーズに変位して樹脂パネル１０の面方向の変位が無理なくなされることから、樹脂パネル１０の面方向への変位による接着剤６の剥離が抑制される。

図４，５に示すように、従来の樹脂ウインドウでは、大きな塗布幅６ｂの接着剤６により樹脂パネル１０がルーフサイドレール５のフランジ部５ａに塗布されていた。接着剤６は、塗布幅６ｂが大きくなると弾性変形しにくくなるため、樹脂パネル１０の面方向の変位が充分になされなかった。このため、図５中白抜き矢印で示すように樹脂パネル１０が熱膨張により面方向に変位する際に、接着剤６の変位が小さいため、接着剤６の樹脂パネル１０の下面に対する塗布部に、大きな剥離応力αと面方向のせん断応力βが発生していた。

例示した樹脂ウインドウ３によれば、接着剤６の変位がスムーズになされることから、発生する剥離応力αとせん断応力βを小さくすることができ、これにより樹脂パネル１０の接着部位の耐久性（接着力）を高めることができる。

また、例示した第１実施形態に係る突出部１１は、接着面に対して傾斜する方向に突き出されている。このため、剥離応力αをこの突出部１１でも受けられることから、この点でも接着剤６の塗布部の剥離耐性をより高めることができる。

例示した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば突出部１１を内周側に傾斜させて張り出す構成を例示したが、逆に外周側（樹脂パネル１０の右縁側）に傾斜させて突き出させる構成としてもよい。また、樹脂パネル１０の下面からリブ形の突出部を直角に突き出させる構成としてもよい。

図６には、リブ形の突出部１２に係合部１２ａを設けた第２実施形態が示されている。係合部１２ａは、突出部１２の右側部に設けられている。係合部１２ａは、突出部１２の接着剤６から離脱する方向に交差する方向に突き出されている。この第２実施形態に係る突出部１２によれば、係合部１２ａによって接着剤６から離脱する方向の引き抜き耐性が高まることから、接着剤６の塗布部の剥離耐性をより一層高めることができる。

図７には、第３実施形態に係る突出部１３が示されている。第３実施形態に係る突出部１３は、樹脂パネル１０の下面から直交線Ｖに沿って直角に突き出す本体部１３ａと、本体部１３ａの下部から左右傾斜方向に張り出す２つの傾斜部１３ｂ，１３ｃを有している。左側の傾斜部１３ｂは内周側に傾斜している。右側の傾斜部１３ｃは外周側に傾斜している。

係る構成の突出部１３により、樹脂パネル１０に対する接着剤６の接着面積が拡大されて、接着剤６の塗布幅６ａを小さくすることができる。

以上、接着剤６の接着面積を拡大するための手段（接着面積拡大部）として、樹脂パネル１０の下面から下方へ突き出す突出部１１，１２，１３を例示したが、他の形態を採ることができる。例えば、図８には、第４実施形態に係る接着面積拡大部が示されている。第４実施形態では、樹脂パネル１０の下面に設けた凹部１４が接着面積拡大部とされている。凹部１４によっても樹脂パネル１０に対する接着剤６の接着面積を拡大することができる。接着面積拡大部としての凹部１４は、接着剤６の塗布方向に沿って連続する溝形状とする他、適宜間隔をおいて点在させる構成としてもよい。

図９には、第５実施形態に係る接着面積拡大部が示されている。第５実施形態では、樹脂パネル１０の下面に設けた段差形の凹部１５が接着面積拡大部とされている。段差形の凹部１５によっても樹脂パネル１０に対する接着剤６の接着面積を拡大することができる。

図１０には、第６実施形態に係る接着面積拡大部としての突出部１６が示されている。図示するように第６実施形態に係る突出部１６は、Ｌ字形を有して塗布部に沿って前後方向に長く延びている。突出部１６は、接着剤６の塗布部から左側へずれた部位に設けられている。突出部１６の先端部１６ａは右側に向けられて、接着剤６の塗布部に進入している。

先端部１６ａの分だけ、接着剤６の樹脂パネル１０に対する接着面積が拡大されている。接着面積が拡大されることで、接着剤６の塗布幅６ａが抑制されている。このように突出部１６は、第１〜第３実施形態とは異なって、接着剤６の塗布部を外れた部位に設けることができる。

Ｌ字形に屈曲した突出部１６は、接着剤６の塗布部に対して反対側（右側）に設ける構成としてもよい。塗布部に対して左右両側にＬ字形の突出部１６を設ける構成としてもよい。

図１１には、第７実施形態に係る接着面積拡大部１７が示されている。接着面積拡大部１７は、山形の突条を複数並列に配置した凹凸形状を有している。接着面積拡大部１７も、接着剤６の塗布部に沿って前後に長い範囲にわたって延在されている。

第７実施形態に係る接着面積拡大部１７によっても、樹脂パネル１０に対する接着剤６の接着面積が拡大される。接着面積拡大部１７により接着面積が拡大されることから、接着剤６の塗布幅６ａを従来よりも狭めることができる。

以上例示した各実施形態では、樹脂パネル１０に一体に成形した突出部１１〜１３、１６、凹部１４、１５、接着面積拡大部１７を例示したが、樹脂パネルとは別体で用意した接着面積拡大部を樹脂パネルの所定の部位に取り付けて接着剤を塗布する構成としてもよい。別部材とする場合には、接着面積拡大部は、樹脂製の他、金属製等その他の素材で製作することができる。

また、以上例示した突出部１１〜１３、１６、凹部１４、１５、接着面積拡大部１７は、接着剤６の塗布方向（車両ボディ１の前後方向）に沿って連続的に設けても、断続的に設けてもよい。

さらに、各実施形態に係る突出部１１〜１３、１６、凹部１４、１５、接着面積拡大部１７を適宜組み合わせることができる。例えば、第４又は第５実施形態係る凹部１４，１５と第６実施形態に係る突出部１６を組み合わせることで、接着剤６の接着面積をより一層拡大することができる。

また、例示した突出部１１〜１３、１６、凹部１４、１５、接着面積拡大部１７は、ウレタン接着剤に代えて他の接着剤を用いる場合にも同様に適用することができる。

また、例示した接着面積拡大部は、樹脂パネル１０を、車両ボディ１に設けたステー、ブラケット、フレーム等の各種の艤装品を介して間接的に車両ボディ１に接着する場合に同様に適用することができる。従って、この明細書では、ボディは、樹脂パネル１０が直接、間接に接着されて支持される部位として捉えることができる。

さらに、例示した各実施形態は、車両ボディ１のルーフ２の樹脂ウインドウ３を例示したが、車両ボディ１の例えばリヤウインドウ、サイドウインドウ等その他の部位に樹脂パネルを取り付ける構造について例示した突出部１１〜１３、１６、凹部１４、１５、接着面積拡大部１７を適用することができる。また、自動車の車両ボディに限らず、鉄道車両、プレジャーボート等の船舶、あるいは各種の航空機等に、例示した樹脂ウインドウ構造を適用することができる。

１…車両ボディ
２…ルーフ
３…樹脂ウインドウ
４…開口部
５…ルーフサイドレール
５ａ…フランジ部、５ｂ…下地材、５ｃ…隙間
６…接着剤（ウレタン接着剤）
６ａ…塗布幅、６ｂ…塗布幅（従来）
１０…樹脂パネル
１１…突出部（第１実施形態）
１１ａ…下地材
１２…突出部（第２実施形態）
１２ａ…係合部
１３…突出部（第３実施形態）
１４…凹部（第４実施形態）
１５…凹部（第５実施形態）
１６…突出部（第６実施形態）
１６ａ…先端部
１７…接着面積拡大部（第７実施形態）
Ｖ…直交線

Claims (6)

1. 樹脂ウインドウ構造であって、
   樹脂パネルと、
   前記樹脂パネルによって塞がれる開口部を有するボディと、
   前記樹脂パネルを前記ボディの前記開口部の周縁に沿って接着する弾性変形可能な接着剤と、
   前記樹脂パネルから前記接着剤内に突出して前記接着剤との接着面積を拡大する突出部、又は前記樹脂パネルに凹設されて前記接着剤との接着面積を拡大する凹部を有する樹脂ウインドウ構造。
2. 請求項１に記載した樹脂ウインドウ構造であって、
   前記突出部は、前記樹脂パネルと一部材で形成される樹脂ウインドウ構造。
3. 請求項１又は２の何れか１項に記載した樹脂ウインドウ構造であって、
   前記突出部は、前記樹脂パネルの裏面に対して直交する直交線に対して傾斜角度を有する樹脂ウインドウ構造。
4. 請求項３に記載した樹脂ウインドウ構造であって、
   前記突出部の前記傾斜角度は、前記直交線に対して前記樹脂パネルの端縁から離間する方向に傾斜する樹脂ウインドウ構造。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載した樹脂ウインドウ構造であって、
   前記突出部は、側面と、前記側面から突き出す係合部を有する樹脂ウインドウ構造。
6. 請求項４に記載した樹脂ウインドウ構造であって、
   前記突出部は、前記樹脂パネルの端縁に向けて突き出す係合部を有する樹脂ウインドウ構造。

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